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ANÁLISE QUALITATIVA E QUANTITATIVA DE EROSÃO LAMINAR NO MUNICÍPIO DE CAMPOS DOS
GOYTACAZES/RJ ATRAVÉS DE TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO
LUZIANE SANTOS RIBEIRO
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE DARCY RIBEIRO
CAMPOS DOS GOYTACAZES – RJ
FEVEREIRO – 2006
ANÁLISE QUALITATIVA E QUANTITATIVA DE EROSÃO LAMINAR NO MUNICÍPIO DE CAMPOS DOS
GOYTACAZES/RJ ATRAVÉS DE TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO
LUZIANE SANTOS RIBEIRO
Orientador: Profª. Maria da Glória Alves
CAMPOS DOS GOYTACAZES – RJ FEVEREIRO – 2006
“Dissertação apresentada ao Centro de Ciência e Tecnologia da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, como parte das exigências para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil”
FICHA CATALOGRÁFICA
Preparada pela Biblioteca do CCT / UENF 22/2006
Ribeiro, Luziane Santos Análise qualitativa e quantitativa de erosão laminar no município de Campos dos Goytacazes/RJ através de técnicas de geoprocessamento / Luziane Santos Ribeiro. – Campos dos Goytacazes, 2006. xv, 139f. : il. Orientador: Maria da Glória Alves. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) --Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro. Centro de Ciência e Tecnologia. Laboratório de Engenharia Civil. Campos dos Goytacazes, 2006. Área de concentração: Geotecnia Bibliografia: f. 129-138 1. Erosão 2. Erosão laminar 3. Equação Universal de Perda de Solo 4 Geoprocessamento l. Universidade Estadual do Norte
i
ANÁLISE QUALITATIVA E QUANTITATIVA DE EROSÃO LAMINAR NO MUNICÍPIO DE CAMPOS DOS
GOYTACAZES/RJ ATRAVÉS DE TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO
LUZIANE SANTOS RIBEIRO Aprovada em 23 de fevereiro de 2006 Comissão Examinadora:
Profª. Rozanda Guedes da Silva Costa (D. Sc., Geologia) – UNIGRANRIO
Prof. Doracy Pessoa Ramos (D. Sc., Solos) – UENF
Prof. Paulo César Maia (D. Sc., Engenharia Civil) – UENF
Profª. Maria da Gloria Alves (D. Sc., Ciências da Geologia) – UENF Orientador
“Dissertação apresentada ao Centro de Ciência e Tecnologia da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, como parte das exigências para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil”
A Deus, pois nem um fio de cabelo cai de nossas cabeças se não for de Sua
vontade.
Aos meus pais, Valdeci e Luzimar, pelos exemplos de honestidade e
perseverança.
Aos meus irmãos Walcimar e Márcia, pelo incentivo mesmo que indireto
e principalmente a Márcio, sem o apoio do qual eu não teria nem
começado a sonhar.
Aos meus sobrinhos Davi e Enzo, por me mostrarem um desejo que
desconhecia: o de ser mãe.
Ao meu marido, Marcelo, que se aplicou em me manter
sempre com os olhos fixos em meus objetivos, me ensinando a
querer sempre melhorar e a crescer como profissional, nunca
esquecendo de misturar a tudo isso seu amor, carinho,
paciência e amizade.
OFEREÇO
AGRADECIMENTOS
� A Deus, pelas graças contínuas que recaem sobre minha vida.
À Maria da Gloria Alves, minha orientadora no sentido mais abrangente da palavra.
Pela garra com que se dispôs a enfrentar árduas etapas para que essa dissertação existisse.
Pelo apoio, incentivo, criatividade no direcionamento do trabalho.
Ao Professor Doracy Pessoa Ramos, pelas críticas construtivas, de muita valia, que
contribuíram para complementar a formação de meu senso crítico.
Aos Engenheiros Agrimensores Ângelo Marcos Oliveira, pelo suporte técnico na
fase de geração do modelo digital de elevação e pelas sugestões esclarecedoras e Eliane
Maria Vieira, pela generosidade no compartilhamento de seus conhecimentos de SIG e
Geoprocessamento.
Aos colegas da Oficina de Geoprocessamento do LECIV (OFIGEO),
principalmente à doutora Izabel de Souza Ramos, pela paciência.
Aos funcionários do LECIV: Milton, Eliezer, ‘Dona’ Olívia e Bianca.
Aos professores do LEVIC pelo ensino e dedicação à formação de pesquisadores
críticos.
À FAPERJ, pela bolsa de estudos.
Às colegas de república: Derliane, Rejane, Josimar e Laerciana, pela convivência
agradável e carinho.
E finalmente a agradeço à Ciência, que, de tão intrigante, faz-nos incansáveis e
apaixonados pesquisadores, mesmo que as circunstâncias sejam contrárias �
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ............................................................................................. viii
LISTA DE TABELAS................................................................................................x
LISTA DE SIGLAS.................................................................................................. xii
1. INTRODUÇÃO............................................................................................... 16
2. OBJETIVOS...................................................................................................... 19
2.1 Principal....................................................................................................... 19
2.2 Específicos .................................................................................................. 19
3. REVISÃO DE LITERATURA............................................................................. 20
3.1 Processo de erosão dos solos..................................................................... 20
3.1.1 Erosão hídrica....................................................................................... 21
3.1.2 Suscetibilidade à erosão ....................................................................... 26
3.2 Equação Universal de Perdas de Solo ........................................................ 35
3.2.1 Equações Derivadas............................................................................. 44
3.3 Geoprocessamento e modelagem de processos naturais........................... 47
4. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA ........................................................................ 55
4.1. Localização da Área ................................................................................... 55
4.2 Uso e Cobertura do Solo ............................................................................. 55
4.3. Pedologia.................................................................................................... 59
4.4. Geomorfologia ............................................................................................ 61
4.5 Geologia ...................................................................................................... 68
4.6 Hidrografia ................................................................................................... 73
4.7 Vegetação ................................................................................................... 74
4.8 Clima ........................................................................................................... 75
5. MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................ 78
5.1 Criação da Base de Dados.......................................................................... 79
5.2 Edição dos Dados........................................................................................ 80
5.2.1 Modelo Digital de Elevação (MDE) ....................................................... 81
5.3 Análise de Suscetibilidade à Erosão Laminar.............................................. 82
5.4.3 Análise da Perda de Solo por Erosão ................................................... 88
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES...................................................................... 94
6.1 Modelo Digital de Elevação (MDE).............................................................. 94
6.2 Análise de Suscetibilidade e Potencial dos Solos à Erosão Laminar .......... 99
6.2.1 Carta de Declividades........................................................................... 99
6.2.2 Carta de Erodibilidade......................................................................... 101
6.2.3 Carta de Suscetibilidade dos Solos à Erosão Laminar ....................... 103
6.2.4 Carta de Potencial à Erosão Laminar ................................................. 107
6.3 Análise da Perda de Solo por Erosão........................................................ 108
6.3.1 Cartas de Declividades e Aspecto ...................................................... 109
6.3.2 Fator Erosividade da Chuva (R).......................................................... 109
6.3.3 Fator Erodibilidade (K) ........................................................................ 111
6.3.4 Fator Topográfico (LS) ........................................................................ 112
6.3.5 Fator Antrópico (CP) ........................................................................... 114
6.3.6 Potencial Natural de Erosão (PNE)..................................................... 115
6.3.7 Influência Antrópica............................................................................. 120
6.3.8 Perda de Solo ..................................................................................... 122
6.3.9 Risco de Erosão.................................................................................. 123
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ......................................................... 125
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................ 129
ANEXO 01........................................................................................................... 139
APÊNDICES ....................................................................................................... 141
APÊNDICE A................................................................................................... 142
APÊNDICE B................................................................................................... 143
APÊNDICE C................................................................................................... 144
APÊNDICE D................................................................................................... 145
APÊNDICE E................................................................................................... 146
APÊNDICE F ................................................................................................... 147
APÊNDICE G .................................................................................................. 148
APÊNDICE H................................................................................................... 149
APÊNDICE I .................................................................................................... 150
APÊNDICE J ................................................................................................... 151
APÊNDICE K................................................................................................... 152
APÊNDICE L ................................................................................................... 153
APÊNDICE M .................................................................................................. 154
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – Ação de uma gota de água ao cair sobre o solo desprotegido......... 23
FIGURA 2 – Diagrama de relações entre a demolição de agregados,
crostas de deposição e erosão. (Adaptado de Cerri, 1999)............. 25
FIGURA 3 – Estimativa global de degradação do solo. Favis-Mortlock
(2005). ............................................................................................. 27
FIGURA 4 – Variação global das temperaturas terrestre e marinha ao
longo dos anos. Favis-Mortlock (2005)............................................ 28
FIGURA 5 – Perfil de solo Neossolo Flúvico na Baixada Campista.
(Ramos, 2006)................................................................................. 31
FIGURA 6 – Detalhe de um corte com Cambissolo. A presença de
fragmentos de rocha caracteriza este tipo de solo.(Corrêa,
2003) ............................................................................................... 32
FIGURA 7 – Espodossolo nos cordões litorâneos. Fonte: OFIGEO (2003).......... 36
FIGURA 8 – Curvas para cálculo do fator LS. (Bertoni & Lombardi Neto,
1990). .............................................................................................. 42
FIGURA 9 – Partes componentes de um SIG. (Ziller, 1999)................................. 50
FIGURA 10 – Formas de representação de um dado por um SIG. (Ziller,
1999). .............................................................................................. 51
FIGURA 11 – Representação matricial e vetorial e sua relação com o
mundo real. (Ribeiro, 2003). ............................................................ 52
FIGURA 12 – Nível de detalhes entre as escalas. FONTE: Ribeiro (2003). ......... 53
FIGURA 13 – Localização da área de estudo....................................................... 56
FIGURA 14 – Imagem Landsat de 14 de março de 2002. .................................... 57
FIGURA 15 – Uso da terra no município de Campos. Modificado de Costa
(2005). ............................................................................................. 60
FIGURA 16 – Pedologia do município. Fonte: Costa (2005)................................. 62
FIGURA 17 – Domínio Serrano Escarpa da Serra do Imbé.................................. 63
FIGURA 18 – Serra da Pedra Lisa........................................................................ 63
FIGURA 19 – Colinas Isoladas - Serra do Imbé................................................... 64
FIGURA 20 – Domínio Suave Colinoso ................................................................ 64
FIGURA 21 – Maciço de Itaoca............................................................................. 66
FIGURA 22 – Lagoa de Cima. .............................................................................. 66
FIGURA 23 – Planície Colúvio-Alúvio-Marinha com a cidade ao fundo.
(OFIGEO-LEVIC, 2003)................................................................... 67
FIGURA 24 – Planície flúvio-lagunar: áreas freqüentemente inundáveis
próximas a Lagoa Feia. ................................................................... 67
FIGURA 25 – Tabuleiro da Formação Barreiras. (OFIGEO, 2004) ....................... 68
FIGURA 26 – Mapa geomorfológico de Campos. ................................................. 69
FIGURA 27 – Mapa geológico da área de estudo................................................. 73
FIGURA 28 – Hidrografia do município de Campos. (CIDE)................................. 75
FIGURA 29 – Precipitação Média Mensal, em Campos dos Goytacazes, do
período de 1975 a 1999 (Azevedo et. al. 2000)............................... 77
FIGURA 30 – Variação da elevação ao longo da área do município de
Campos. .......................................................................................... 95
FIGURA 31 (nº 1 no MDE, Apêndice A) – MDE x hidrografia da área na
altura do Morro do Coco. ................................................................. 97
FIGURA 32 (nº 2 no MDE, Apêndice A) – Visualização 3D da transição
entre serra, colina tabuleiro e baixada campista.............................. 98
FIGURA 33 (nº 3 no MDE, Apêndice A) – MDE x hidrografia da área na
altura da Serra do Imbé. .................................................................. 99
FIGURA 34 – Neossolo flúvico em época de chuva. .......................................... 102
FIGURA 35 – Depósitos de areia em um neossolo flúvico. ................................ 107
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – Relação entre o diâmetro da gota e sua velocidade terminal........... 26
TABELA 2 – Unidades pedológicas para o estado de São Paulo e seus
respectivos índices de erodibilidade. (Bertoni & Lombardi
Neto, 1990)...................................................................................... 29
TABELA 3 – Comprimento de rampa. (Bertoni & Lombardi Neto,1990). .............. 41
TABELA 4 – Categorias de uso e respectivos valores de C. ................................ 43
TABELA 5 – Valor de P para algumas práticas conservacionistas. Bertoni
& Lombardi Neto (1990) .................................................................. 44
TABELA 6 – Valores de P em função do declive. (Wischmeier & Smith,
1978) ............................................................................................... 44
TABELA 7 – Perda tolerável de solo (T). (Bertoni & Lombardi Neto, 1990).......... 47
TABELA 8 – Resumo da divisão geomorfológica do município. Corrêa
(2003) modificado de CPRM (2001) ................................................ 65
TABELA 9 – Classes de erodibilidade para a área de estudo. Bertoni &
Lombardi Neto (1990)...................................................................... 84
TABELA 10 – Relação entre as quatro classes de erodibilidade e as cinco
de erodibilidade para definição das classes de suscetibilidade
à erosão laminar. ............................................................................. 86
TABELA 11 – Classes de reclassificação do mapa de uso e cobertura................ 86
TABELA 12 – Relação uso x ocupação para definição do potencial erosivo. ....... 87
TABELA 13 – Classes de potencial à erosão laminar........................................... 87
TABELA 14 – Classes de solo e respectivos valores de K e T. ............................ 90
TABELA 15 – Valores e C e P para este trabalho................................................. 92
TABELA 16 – Relação entre as classes de declividade e a área do
município. ...................................................................................... 100
TABELA 17 – Área ocupada por classe de suscetibilidade. ............................... 103
TABELA 18 – Relação potencial de erosão laminar x área ocupada.................. 108
TABELA 19 – Valores de R obtidos para o município de Campos...................... 110
TABELA 20 - Erodibilidade dos solos e sua ocorrência em áreas relativas........ 112
TABELA 21 – Relação do fator LS com a superfície da área de estudo............. 114
TABELA 22 – Fator antrópico (valor CP). ........................................................... 115
TABELA 23 – Níveis e intensidade do PNE, classificação e área relativa de
ocorrência...................................................................................... 116
TABELA 24 – Valores de PNE encontrados na literatura e sua comparação
com os determinados nesta pesquisa. .......................................... 118
TABELA 25 – Tabulação cruzada entre PNE e fator K em número de
pixels. ............................................................................................ 119
TABELA 26 – Tabulação cruzada entre PNE e fator R....................................... 119
TABELA 27 - Tabulação cruzada entre PNE e fator LS...................................... 120
TABELA 28 – Classes de influência antrópica em percentual de área
ocupada e área real ocupada. ....................................................... 121
TABELA 29 – Perda anual de solo em Campos. ................................................ 122
TABELA 30 – Valores comparativos de perda de solo. ...................................... 123
TABELA 31 – Valores de perda de solo tolerável para a área de estudo. .......... 124
TABELA 32 – Área relativa e ocupada pelas classes de risco de erosão........... 124
LISTA DE SIGLAS
ABGE – Associação Brasileira de Geologia de Engenharia
CIDE – Centro de Informações e Dados do Estado do Rio de Janeiro
CPRM – Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais
DEF – Departamento de Engenharia Florestal
DIREX – Diretoria de Exploração Mineral
DNPM – Departamento Nacional de Produção Mineral
DRM – Departamento de Recursos Minerais
DSC Engenharia – Daniel Silva Costa Engenharia
DSC-UFLA – Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de
Lavras
EI – Média mensal do índice de erosão
EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
EUPS – Equação Universal de Perda de Solos
IAA – Instituto do Açúcar e do Álcool –
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IGEO-UERJ – Instituto de Geociências da Universidade do Estado do Rio de
Janeiro
LEAG – Laboratório de Engenharia Agrícola
LECIV – Laboratório de Engenharia Civil
MDE – Modelo Digital de Elevação
NCE – Núcleo de Computação Eletrônica
OFIGEO – Oficina de Geoprocessamento do Laboratório de Engenharia Civil
PESAGRO – Empresa de Pesquisa Agropecuária do Estado do Rio de Janeiro
PNE – Potencial Natural de Erosão PROJIR – Projeto de Irrigação e Drenagem da Cana-de-Açúcar do Norte
Fluminense
SAD – South American Datum
SIG – Sistemas de Informações Geográficas
SR – Sensoriamento Remoto
UENF – Universidade Estadual do Norte Fluminense ‘Darcy Ribeiro’
UFRJ – Universidade Federal do Rio de Janeiro
UFRRJ – Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
UFV – Universidade Federal de Viçosa UTM – Universal Transversa Mercator
RESUMO RIBEIRO, Luziane Santos, MSc., Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, fevereiro de 2006, Análise qualitativa e quantitativa de erosão laminar no município de Campos dos Goytacazes/RJ através de técnicas de geoprocessamento. Orientador: Maria da Gloria Alves.
Da necessidade de se comunicar, trabalhar, produzir e até mesmo
sobreviver, o homem precisa do solo para atender necessidades pessoais que
vão desde moradia até alimentação. O mau uso e ocupação do solo tem levado a
perdas por erosão cada vez maiores. Em virtude disso, áreas antes agricultáveis
têm se tornado desérticas pelo carreamento das camadas superficiais do solo.
Este trabalho pretende estudar os solos do município de Campos quanto a sua
suscetibilidade à erosão laminar e quantificar sua perda pela da aplicação da
Equação Universal de Perda de Solo (EUPS) através de técnicas de
geoprocessamento. Os principais produtos cartográficos resultantes mostraram
que a suscetibilidade à erosão foi baixa. O risco potencial de erosão foi
predominantemente baixo. O potencial natural de erosão (PNE) teve dois níveis
de maior abrangência: um com perda de 1.000 a 5.000 t. ha-1 e outro com perda
de 100 a 500 t. ha-1. A perda anual de solo predominante ficou entre 10 e 500 t.
ano-1. O risco de erosão e a influência antrópica mapeados revelaram uma
situação preocupante, pois indicaram que 55% das terras do município
apresentaram risco de erosão maior que o tolerado pelo solo.
ABSTRACT RIBEIRO, Luziane Santos, MSc., Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, February 2006, Análise qualitativa e quantitativa de erosão laminar no município de Campos dos Goytacazes/RJ através de técnicas de geoprocessamento. Adviser: Maria da Gloria Alves.
Of the necessity of to communicate, to work, to produce and to survive the
man needs of soil to take care of personal necessities. The bad use and
occupation of the lands taken the losses for bigger erosion. In virtue of this, before
agricultural areas if have become desert-like for the carry of the superficial layers
of the ground. This work intends to study the soils units of the more susceptible to
the laminar erosion in Campos city, as well as quantifying its loss through the
application of the Universal Soil Loss Equation of (USLE) through geoprocessing
techniques. The main resultant cartographic products had shown that the
susceptibility to the erosion was low in reason of the types ground and the plain
topography of the study area. The potential risk of erosion predominantly low had
to the uses pasture and area. The natural potential of erosion (PNE) had two
levels of bigger intervals: one with loss of 1.000 the 5,000 t. ha-1 and another one
with the 500 loss of 100 t. ha-1. Predominant the annual soil loss was between 10
and 500 t. year-1. The risk of erosion and the human influence mapped had
disclosed a situation preoccupying, therefore they had indicated that 55% of lands
of the city had presented risk of bigger erosion that the critical boundary.
16
1. INTRODUÇÃO
Da necessidade de se comunicar, trabalhar, produzir e até mesmo
sobreviver, o homem precisa edificar moradias, unidades escolares, hospitais,
delimitar áreas agricultáveis, abrir estradas, enfim, precisa modificar o meio
ambiente que o circunda para dele extrair os recursos necessários a essas e
muitas outras atividades das quais dependem sua sustentabilidade.
Entretanto a relação homem-ambiente nem sempre a é feita de forma
harmônica. O mau uso do solo e da água, desmatamentos, erosão, poluição e
contaminação de lençóis freáticos e outros corpos d'água, tantos em áreas
urbanas quanto rurais, podem ser citados como conseqüências de atividades
antrópicas impactantes comumente noticiadas.
No desenvolvimento de uma região faz-se necessário acompanhar e
apontar aspectos que possam introduzir falhas no planejamento e gestão dos
recursos oferecidos por ela. A racionalização da exploração dos bens disponíveis
e o direcionamento da ocupação do solo devem ser feitos em função da sua
capacidade de exploração como tentativas de se preservar a qualidade do
ambiente.
No âmbito urbano, tem havido alterações significativas no ciclo hidrológico,
principalmente em decorrência de desmatamentos, os quais alteram a cobertura
do solo. Todo este processo faz diminuir a porcentagem de água infiltrada e
aumentar o escoamento superficial. Conseqüentemente, há aumento na produção
17
de sedimentos, empobrecimento do solo (queda de sua fertilidade), perdas por
erosão, assoreamento e/ou contaminação dos cursos d'água e da cadeia
alimentar.
É dentro deste contexto que se encaixam os estudos que relacionam os
efeitos dos processos erosivos e as atividades antrópicas.
A erosão tem degradado o solo devido à atuação dos fatores naturais e
antrópicos Devido a isso, ela cada vez mais tem merecido a atenção dos
pesquisadores, tanto no que diz respeito à manutenção da produtividade agrícola
como no que se refere à preservação de uma forma geral. A erosão laminar,
segundo alguns autores, é a responsável pelas maiores perdas de solo, uma vez
que a remoção homogênea de camadas de solos se dá de forma imperceptível.
Quando ela é notada, a perda de solos já foi significativa.
Este trabalho pretende estudar qualitativa e quantitativamente a erosão
laminar no município de Campos dos Goytacazes/RJ utilizando-se de técnicas de
geoprocessamento. O geoprocessamento permite análises espaciais do
fenômeno, através das quais é possível planejar racionalmente o uso e ocupação
do solo e ressaltar áreas que necessitam de adoção de práticas de controle da
erosão.
Na análise quantitativa será usada a modelagem EUPS (Equação
Universal de Perda de Solos), que permite uma análise da perda de solo por
erosão laminar levando em conta a intensidade da chuva na região, a
erodibilidade dos solos, o comprimento da encosta, o declive e as medidas de uso
e conservação do solo. Esta parte da pesquisa é de caráter inédito no município.
Em conseqüência disso, muitas dificuldades foram encontradas em sua
elaboração, principalmente na criação do banco de dados.
A suscetibilidade à erosão laminar sob o ponto de vista qualitativo será
analisado pelo cruzamento matricial de informações sobre o declive da área e a
erodibilidade dos solos.
De posse de todas essas informações serão gerados mapas e cartas
fundamentais ao estudo das potencialidades e restrições do meio físico, como as
cartas de suscetibilidade à erosão laminar, potencial à erosão laminar, perda de
18
solo por erosão, risco de erosão, influência antrópica e potencial natural de
erosão.
No próximo Capitulo, o 2, serão descritos os objetivos gerais e específicos
desta pesquisa. No Capítulo 3 é apresentada a fundamentação teórica em que se
baseou o trabalho e onde são abordados temas principais, como suscetibilidade à
erosão, geoprocessamento e EUPS. Em seguida vem o Capítulo 4, no qual a área
de estudo é caracterizada. O Capítulo 5 discorre sobre os materiais e métodos
usados no desenvolvimento dos mapas, cartas e tabelas. No Capítulo 6 são
discutidos e mostrados os resultados obtidos e finalmente no Capítulo 7 vêm às
conclusões e recomendações fechando a análise realizada.
19
2. OBJETIVOS
2.1 Principal
O objetivo principal deste trabalho é analisar a suscetibilidade e o potencial
dos solos à erosão laminar dos solos do no município de Campos dos
Goytacazes e quantificar sua perda através de técnicas de geoprocessamento.
2.2 Específicos
Especificamente esta pesquisa objetiva gerar o modelo digital de elevação
de Campos, o qual servirá de base para a criação dos mapas de suscetibilidade e
potencial natural das terras à erosão laminar. A análise da perda de solo será
obtida pela aplicação da Equação Universal de Perda de Solo.
20
3. REVISÃO DE LITERATURA
Esta revisão bibliográfica apresentará tópicos importantes para
compreensão de como se dá o processo erosivo e sua modelagem: o processo
de erosão dos solos, sua modelagem através da Equação Universal de Perdas de
Solo (EUPS), utilização dos Sistemas de Informação Geográfica nesta
modelagem e exemplos de aplicação.
3.1 Processo de erosão dos solos
Nenhum outro processo é tão destrutivo para o solo quanto o erosivo.
Segundo o glossário de Termos Técnicos de Geologia de Engenharia da
Associação Brasileira de Geologia de Engenharia - ABGE (1985), a erosão pode
ser definida como um conjunto de fatores físicos, químicos ou biológicos, naturais,
responsáveis pelo modelamento do relevo terrestre, na maioria diretamente
ligados ao clima (chuva, rios, água subterrânea, correntes marinhas, ondas,
geleiras, ventos). Amorim (1999), por sua vez, disse que a erosão consiste no
processo de desprendimento e transporte das partículas do solo, constituindo-se
na principal causa de sua degradação. Muitas e diversificadas são as definições
para o fenômeno da erosão, mas em um ponto os autores concordam: a erosão
do solo constitui, sem dúvida, a principal causa de depauperamento acelerado
das terras (Bertoni & Lombardi Neto, 1990).
21
A erosão pode se dar pela ação do vento (erosão eólica). Ocorre mais
comumente em regiões de clima árido e semi-árido.
A erosão natural ou geológica refere-se ao processo que ocorre
naturalmente, em tempo geológico, sem influência do homem, como por exemplo,
deltas de grandes rios, grande extensão de rochas sedimentares (formadas por
deposição de sedimentos).
A erosão acelerada refere-se às taxas de perda de solo relacionadas às
atividades do homem, devido à destruição do equilíbrio das condições naturais
(Amorim, 1999).
A erosão em sulcos está relacionada ao desprendimento e transporte de
solo devido à enxurrada (Weill, 1999). Resulta da concentração do escoamento
superficial produzido por uma chuva, ocasionando a formação de pequenos
canais que podem ser facilmente desfeitos pelas práticas de cultivo (Amorim,
1999).
A erosão em voçoroca (ou boçoroca, em tupi) é ocasionada por grandes
concentrações de enxurradas que passam, ano após ano, no mesmo sulco, que
vai se ampliando, pelo deslocamento de grandes massas de solo, e formando
grandes cavidades, em extensão e profundidade (Fujihara, 2002). Pode ser
formada rapidamente em função da profundidade, velocidade e volume da água,
quando fluxo subsuperficial emerge em encostas de colinas (Soares, 2002).
Por se tratar do foco desta pesquisa, a erosão hídrica será abordada de
forma mais aprofundada.
3.1.1 Erosão hídrica
A erosão hídrica tem sido uma das principais causas de redução da
produtividade das terras. Além das partículas de solo em suspensão, o
escoamento superficial transporta nutrientes, matéria orgânica, sementes e
defensivos agrícolas que, além de acarretarem o empobrecimento gradativo dos
solos, geram também o assoreamento e a poluição dos mananciais (Fragassi,
22
2001). É decorrente do mau uso do solo, o qual se torna susceptível à ação da
água da chuva quando a cobertura vegetal, viva ou morta, é retirada da
superfície.
Os danos causados pelas gotas de chuva que golpeiam o solo constituem
o primeiro passo no processo da erosão, independentemente do grau de
inclinação do terreno. As gotas podem ser consideradas bombas em miniatura
(Figura 1), que golpeiam a superfície do solo, rompendo os grânulos e torrões,
reduzindo-os a partículas menores, lançando-as para longe e, ainda, diminuindo a
capacidade de infiltração de água no solo (Bertoni & Lombardi Neto, 1990).
Num segundo momento, as partículas agora desprendidas pela ação
hidráulica do escoamento superficial encontram-se sujeitas ao transporte. Nos
dois mecanismos há um processo de transformação da partícula integrante da
estrutura do solo em uma partícula solta, ou seja, sedimentar. A partir desse
momento fica sujeita ao transporte e deposição pela ação do escoamento (Cerri,
1999).
Os sedimentos só são transportados quando a chuva ou enxurrada possui
energia suficiente para movimentar as partículas de solo desagregadas. Logo, a
intensidade e duração da precipitação inferem diretamente na taxa de desgaste
do solo, bem como a ausência de cobertura vegetal e a topografia do terreno.
As chuvas desenvolvem maior desequilíbrio na paisagem das encostas.
Sparovek (1998) explica que a variação espacial da intensidade da chuva
associada com sua freqüência (volume e concentração das chuvas em alguns
meses do ano) determina fatores primordiais a serem analisados para
entendimento do processo erosivo. Este processo pode ser acelerado se além
das chuvas concentradas, a encosta apresentar ausência de vegetação. Weill
(1999) afirma que dentre outros fatores considerados principais na deflagração
dos processos erosivos estão o desmatamento e/ou a remoção da cobertura
original. Combinados a estes, características da fisiografia da paisagem –
declividade e comprimento da vertente - só tendem a aumentar e agravar a
atividade erosiva.
23
Todas as formas em que se dá o processo erosivo são nocivas. Mas a
resultante da erosão laminar apesar de menos visíveis, trazem grandes prejuízos
ao solo e à produção agrícola. Ela será discutida com mais detalhes a seguir.
A
B
C
FIGURA 1 – Ação de uma gota de água ao cair sobre o solo desprotegido. Em A,
a gota está prestes a tocar na superfície. Em B, os pingos de lama são expedidos
radialmente após o impacto da gota, e em C, observa-se a "cratera" formada,
enquanto os pingos de lama estão em vias de deposição.
Fragassi (2001) apud Leinz (1978).
24
3.1.1.1 Erosão laminar
A erosão laminar ocorre pela combinação da ação da energia da gota
d’água da chuva com o movimento da água no declive. O processo é tal que finas
camadas de solo são removidas da superfície do solo, uma após a outra, e a
erosão não é claramente evidenciada por simples inspeção visual (Soares, 2002),
podendo ser detectada pelo aumento da turbidez da água do corpo hídrico
(Bertoni & Lombardi Neto, 1990). Segundos estes autores, a ação da erosão
laminar também pode ser detectada pela coloração mais clara do solo, pela
exposição das raízes e pela queda da produtividade agrícola.
O diagrama da Figura 2 sugere como se dá interação dos fenômenos
naturais que culminam na erosão laminar do solo.
Pela figura é notório que todo o processo erosivo laminar depende, desde
sua desagregação até sua deposição, das águas oriundas do escoamento
superficial. Assim, o material em suspensão na água compõe-se de uma gama de
elementos que podem ser nocivos ou não tanto a saúde humana quanto ao corpo
receptor, que geralmente é hídrico. Este tipo de erosão traduz-se por pequenas
modificações iniciais na coloração do solo devido à remoção da camada
superficial, que é mais rica em matéria orgânica, nutrientes e húmus (Jacques,
1997). No meio rural tal desgaste denota queda da fertilidade do solo, tornado-o
pobre e improdutivo. Como o material carreado reflete um pouco de cada local
pelo qual passou, muitas vezes ele é mais rico em nutrientes do que o solo
original.
A energia cinética de uma gota de chuva provoca grande impacto na
superfície do solo. Devido a suas dimensões (da ordem de milímetros), não é de
fácil compreensão o estrago que ela pode causar. Em um evento de chuva,
logicamente, ocorre a combinação da energia cinética de um número incontável
de gotas atuando juntas sobre a superfície do solo, causando compactação desta
superfície, reduzindo sua capacidade de absorver água e aumentando a força da
enxurrada.
25
A Tabela 1 apresenta uma correlação entre o diâmetro da gota de chuva e
a velocidade com que atinge o solo, diretamente associada à energia transferida
no processo de desagregação das partículas.
Na maioria das vezes a erosão laminar só é percebida após alguns anos,
quando são observadas raízes de plantas e árvores expostas. Este é um indício
da espessura da camada de solo que já foi perdida. Na prática, pode-se monitorar
tal perda fincando um pino de material resistente com pelo menos 10 cm no solo
(Jacques, 1997). Evidentemente esta área deve estar livre da presença de
pessoas, máquinas e animais, uma vez que estes tendem a acelerar o processo
erosivo.
FIGURA 2 – Diagrama de relações entre a demolição de agregados, crostas de
deposição e erosão. (Adaptado de Cerri, 1999).
Solo Não Degradado
Crosta Estrutural
Crosta de Deposição
Sedimentos do Fluxo d’água
Erosão Laminar
Desarranjo Compactação Salpico
Chuva Desarranjo Compactação
Deposição
Superfície de Infiltração
Empoçamento
Escoamento Superficial
Deposição
Arraste
Separação
26
TABELA 1 – Relação entre o diâmetro da gota e sua velocidade terminal.
Feres (2002) apud Linsley et al. (1982)
3.1.2 Suscetibilidade à erosão
O processo erosivo é sem dúvida um dos mais sérios problemas que o
homem enfrenta há tempos, principalmente pela falta de medidas eficientes para
seu controle. Além do que existe o aumento constante e progressivo das áreas
atingidas, quer pela inexistência de um sistema de drenagem, conservação do
solo ou pela condição de susceptibilidade dos solos.
A erosão em suas diversas modalidades tem abrangência em quase toda
superfície terrestre. A erosão hídrica, obviamente, apresenta maior incidência nas
áreas com clima tropical, onde os totais pluviométricos são bem mais elevados
que em outras regiões do planeta (Guerra, 1999)
Segundo Favis-Mortlock (2005), apesar da natureza global dos problemas
conseqüentes da erosão, ainda hoje não se tem informação precisa quanto a sua
extensão. Cerca de 15% da superfície terrestre que é livre de gelo são atingidos
por alguma forma de degradação. Deste montante, a erosão hídrica é
responsável por aproximadamente 56% e a erosão eólica por 28%. Isto significa
que a área afetada pela erosão hídrica é da ordem de 11 milhões km2 e pela
eólica da ordem de 5,5 milhões de km2. A área atingida pela erosão acelerada
decorrente de práticas agrícolas é desconhecida. Devido ao fato de que a
formação do solo é lenta, ele é considerado um recurso essencialmente finito.
Diâmetro da gota (mm) Velocidade terminal (m/s) 0,5 2,06 1,0 4,03 1,5 5,41 2,0 6,49 3,0 8,06 4,0 8,83 5,0 9,09 5,5 9,15 5,8 9,17
27
Sua degradação quanto estudada em escala mundial mostra como o homem não
tem dado atenção a este fato. É o que ilustra a Figura 3.
No cartograma da Figura 3 as áreas com terrenos estáveis compreendem o
norte gelado, que se apresenta quase todo inaproveitável, e algumas pequenas
manchas de solos nas áreas subtropicais e intertropicais dos continentes
habitáveis. Porém, quase todas as terras emersas do planeta estão afetadas
pelos problemas de erosão (hídrica e eólica), deterioração (química e física),
degradação severa e por desertos inúteis (Ribeiro, 2000).
De acordo com o autor op. cit., o conhecimento sobre a situação atual das
terras quanto a erosão o modo como ela se deu no passado pode ser de grande
ajuda, uma vez que ele sugere como e onde provavelmente ocorrerá maiores
perdas de solo no futuro. No entanto, é possível que haja algumas variações. Por
exemplo, a taxa de erosão hídrica poderá sofrer alterações em função de
mudanças climáticas ou relativas ao uso da terra. Essas alterações
provavelmente responderão a um incremento na precipitação sob padrão não-
linear, com desproporcionalidades ainda maiores em anos mais chuvosos.
FIGURA 3 – Estimativa global de degradação do solo. Favis-Mortlock (2005).
28
A Figura 4 mostra a variação global da temperatura das superfícies
terrestres e marinhas registradas entre 1856 e 2003. O ano de 2003 classificou-se
como o segundo mais quente - 0,47°C de – e 2004 o quarto.
Conceitualmente, a característica do solo que relaciona sua capacidade ou
suscetibilidade à erosão chame-se erodibilidade. Segundo Fujihara (2002), é sua
vulnerabilidade à erosão, que é a recíproca da sua resistência à erosão. Cada tipo
de solo tem seu fator de erodibilidade próprio.
Bertoni & Lombardi Neto (1990) ao estudar as unidades pedológicas do
estado de São Paulo determinaram seus respectivos índices de erodibilidade,
conforme a Tabela 2. Esses índices variam de 0 a 0,54, mas foram levados à
escala de 0 a 10 para então serem definidas as cinco classes de erodibilidade
consideradas. A partir desta Corrêa (2003) relacionou os solos do município de
Campos e sua erodibilidade.
FIGURA 4 – Variação global das temperaturas terrestre e marinha ao longo dos
anos. Favis-Mortlock (2005).
Os fatores intrínsecos ao solo (textura, estrutura, permeabilidade,
densidade e espessura) têm grande peso na deflagração do processo erosivo,
29
assim como o declive, o clima e a cobertura vegetal. Quando são definidas
classes de solos e suas mais relevantes características, deve-se levar em conta a
grande diferenciação da cobertura pedológica brasileira, suas áreas de ocorrência
e o ambiente em que ele foi formado, amarrando todas essas informações a
levantamentos de solos em todo o país. A partir disso é possível analisar as
diferenças na suscetibilidade desses solos à erosão, em função da maior ou
menor erodibilidade de seus materiais componentes e seu comportamento frente
à ação de fatores erosivos.
Veniziani Junior (2003) sobre textura, estrutura, permeabilidade, densidade
e espessura dos solos discorre que: a textura influencia na infiltração e no
escoamento. Bertoni & Lombardi Neto (1990), afirmam que em um solo arenoso e
com alta porosidade, uma chuva de pouca intensidade é rapidamente absorvida
pelo solo impedindo o escoamento superficial, porém como possui baixo teor de
argila, que atua unindo partículas maiores, um escoamento de pequena
intensidade é capaz de remover grandes quantidades de solo.
TABELA 2 – Unidades pedológicas para o estado de São Paulo e seus
respectivos índices de erodibilidade. (Bertoni & Lombardi Neto, 1990)
Classe Erodibilidade Unidades pedológicas
I 10,0 a 8,1
- Cambissolos, solos litólicos
- - podzólicos abruptos, textura arenosa/
média
- - areias quartzozas
II 8,0 a 6,1 - podzólicos não abruptos, textura média/
argilosa e textura média
III 6,0 a 4,1 - podzólicos de textura argilosa
IV 4,0 a 2,1
- latossolos de textura média
- latossolos de textura argilosa
- terra roxa estruturada
V 2,0 a 0 - solos hidromórficos em relevo plano
30
Na análise da estrutura de um solo são considerados fatores físico-
químicos e biológicos fundamentais à agregação e estabilidade do mesmo:
- as propriedades físico-químicas da argila proporcionam estabilidade dos
agregados na presença de água;
- as propriedades biológicas; relacionadas à presença de matéria orgânica,
proporciona uma maior estabilidade dos agregados, em solos arenosos e nos
solos argilosos melhorando as condições de arejamento e retenção de água.
Em geral os solos arenosos são mais permeáveis que os solos argilosos. A
permeabilidade determina a maior ou menor capacidade de infiltração da água no
solo e está relacionada com a porosidade.
A massa específica é inversamente proporcional à permeabilidade e à
porosidade do solo e expressa a relação entre massa e volume do corpo. A
compactação pode aumentar sua densidade, diminuindo a porosidade e
aumentando o risco de erosão.
Um outro aspecto importante a ser evidenciado é a espessura do solo. Os
solos rasos permitem rápida saturação dos horizontes superiores favorecendo o
escoamento superficial. Uma outra característica influenciada pela espessura do
solo trata–se da variação de teores de argila e areia ao longo dos horizontes. No
caso de um tipo de solo com horizonte B com altos teores de argila e horizonte A
com altos teores de areia, podemos observar uma certa barreira à infiltração
formada pela argila no horizonte B, intensificando o escoamento superficial e
facilitando a remoção da camada superficial que por ser arenosa apresenta maior
facilidade de ser erodida.
Dentro deste contexto vale descrever algumas características dos solos da
área de estudo.
• Neossolos
Solos constituídos por material mineral ou orgânico. Em condições de
topografia acidentada, há a formação de um solo raso, perfil do tipo A-R, isto é,
horizonte A sobre a rocha, ou tipo A-C-R, sendo o horizonte C pouco espesso.
31
Onde há muitos afloramentos de rocha, muitas vezes esses solos estão
presentes.
- Neossolo Litólico: solo com horizonte A com menos de 40 cm de espessura,
assente diretamente sobra a rocha ou sobre um horizonte C ou Cr. Admite um
horizonte B, em início de formação. Ocorre nas altitudes mais elevadas, ao
noroeste de Campos, em combinação com Cambissolos.
- Neossolo Flúvico (Figura 5): solo derivado de sedimentos aluviais com horizonte
A assente sobre C constituído de camadas estratificadas, sem relação
pedogenética entre si. Ocorre na região de baixada do de Campos.
• Cambissolos
Solos caracterizados pelo horizonte B incipiente, cujas características
gerais são: presença de minerais primários facilmente intemperizáveis, argila
ativa, elevados teores de silte e resquícios da rocha mãe. Estes solos ocupam as
partes mais jovens da paisagem. Na área de estudo diferencia-se o Cambissolo
Hipotrófico e o Cambissolo Álico.
FIGURA 5 – Perfil de solo Neossolo Flúvico na Baixada Campista. (Ramos, 2006)
32
- Cambissolo Álico: solo dominante na região serrana. Em geral, ocorre
associado aos Latossolos Vermelho-Amarelos, do qual se diferencia basicamente
pela pouca espessura do horizonte B dos Cambissolos, em relevo montanhoso e
forte ondulado; ou ainda associados a Neossolos Litólicos nas áreas de relevo
mais acidentado das escarpas serranas.
- Cambissolo Eutrófico: Algumas baixadas fluviais, de relevo aplainado, são
também ocupadas por Cambissolos. Destaca-se dentre essas a do baixo curso do
rio Paraíba do Sul. Em sua porção central nas proximidades da cidade de
Campos dos Goytacazes, onde os sedimentos argilosos depositados pelo rio são
mais espessos, propiciando o desenvolvimento dos Cambissolos Eutróficos.
Esses solos são constituídos por elevadas quantidades de argila e silte.
Encontram-se hoje quase destituídos de sua vegetação original, sendo utilizados
principalmente com plantios de cana-de-açúcar. Na Figura 6 um cambissolo típico
da área de estudo.
FIGURA 6 – Detalhe de um corte com Cambissolo. A presença de fragmentos de
rocha caracteriza este tipo de solo.(Corrêa, 2003)
33
• Latossolos
Compreende os solos minerais, com horizonte B latossólico imediatamente
abaixo de qualquer um dos tipos de horizonte A. São solos em avançado estádio
de intemperização; muito evoluídos como resultado de enérgicas transformações
no material constitutivo. São normalmente muito profundos; de elevada
permeabilidade e comumente bem a acentuadamente drenados. Na área
estudada são encontrados Latossolos Amarelo e Vermelho-Amarelo.
- Latossolo Amarelo: solo com um ou mais horizontes com espessura mínima
de 30cm, compreendendo o horizonte AB e/ou BA, e/ou parte do Bw, os quais
quando seco são muito resistentes à penetração do martelo pedológico ou trado e
que não apresentam uma organização estrutural visível (são maciços) e que se
desfaz em agregados com consistência a seco, no mínimo, dura, sendo
normalmente muito dura, e, às vezes, extremamente dura. Ocorre na região norte
de Campos, na altura do tabuleiro da Formação Barreiras.
- Latossolo Vermelho-Amarelo: comumente na região, encontra-se o Latossolo
Vermelho-Amarelo, de grande expressão geográfica, numa região entre os
Cambissolos da parte serrana e os Argissolos da região ondulada. Devido ao
relevo, geralmente movimentado e à baixa fertilidade, a pastagem é o uso
dominante nesses solos.
• Argissolos
Solos minerais, não hidromórficos, com horizonte B textural, com coloração
que varia de vermelha a amarela. São solos em geral profundos e bem drenados.
Diferenciam-se dos Latossolos por apresentarem alto gradiente textural, tendo
portanto, o horizonte A bem mais arenoso que o horizonte B, subjacente. Na área
de estudo encontra-se o Argissolo Vermelho-Escuro, o Argissolo Vermelho-
Amarelo e o Argissolo Amarelo.
- Argissolo Vermelho-Escuro: compreende solos com horizonte B textural de
coloração avermelhada. Estão presentes nas áreas de relevo montanhoso e forte
ondulado correspondentes às serras e bordas de superfícies elevadas.
Encontram-se em geral associados a Argissolos Vermelho-Amarelos. Apesar da
34
boa fertilidade natural que apresentam, são muito pouco utilizados com
agricultura, sendo o uso com pastagem generalizado.
- Argissolo Vermelho-Amarelo: distinguem-se dos Argissolos Vermelho-Escuros
pela coloração mais amarelada do horizonte Bt. Apresentam grande expressão
espacial na área, em relevo que varia de suave ondulado a montanhoso. É
comum a presença de solos com características intermediárias com Latossolos,
com os quais se encontram freqüentemente associados. São solos geralmente
bem drenados, de textura média/argilosa ou média/muito argilosa.
- Argissolo Amarelo: caracteriza-se por ser um solos com horizonte B textural de
coloração amarelada. É geralmente profundo e bem drenado. Relaciona-se com
os sedimentos do Grupo Barreiras e congêneres. Ocorrem em relevo suave, com
rampas longas e são por isso bastante utilizados com cana-de-açúcar e
pastagens.
• Gleissolos
Compreendem os solos minerais, hidromórficos, relativamente recentes,
pouco evoluídos, originados de sedimentos de idade quaternária e de grande
variabilidade espacial. São solos mal ou muito mal drenados, com altura do lençol
freático flutuante na maior parte do ano. Ocorrem em áreas de várzea.
Originalmente, esses solos encontravam-se recobertos por vegetação de campo
ou floresta de várzea, sendo hoje preservados apenas em poucos locais.
Atualmente, são utilizados principalmente com pastagens e alguma olericultura
em áreas menores.
• Organossolos
Correspondem a solos hidromórficos formados em ambientes palustres que
apresentam camadas de constituição orgânica pelo menos nos primeiros 40cm
superficiais. Ocorrem em locais deprimidos da planície, em geral nos baixos
cursos dos rios, originados de acumulações orgânicas sobre sedimentos fluviais
ou fluviomarinhos, de idade quaternária. São solos muito mal drenados, com
lençol freático aflorante, desde que não drenados artificialmente.
35
• Espodossolos
Solos minerais hidromórficos, em geral de textura arenosa ao longo de todo
o perfil. São solos com nítida diferenciação de horizontes. Estão relacionados aos
sedimentos arenosos de origem marinha que constituem os cordões litorâneos
dispostos em faixas sub-paralelas ao longo da costa, cuja ocorrência na área de
estudo acontece numa pequena gleba nas proximidades da Lagoa Feia. Em sua
maior parte, são recobertos por vegetação de restinga. São utilizados, em geral,
com pastagem natural de baixa qualidade, além de pequenos plantios de coco.
Um exemplo é mostrado na Figura 7.
3.2 Equação Universal de Perdas de Solo
A equação Universal de Perda de Solo – EUPS – foi desenvolvida por
Wischmeier & Smith (1978) é uma das muitas equações que buscam exprimir a
ação dos principais fatores que influenciam as perdas de solo pela erosão hídrica
de modo dinâmico por superar parcialmente restrições climáticas e geográficas e
ter aplicação generalizada. Os primeiros moldes talhados a fim de formular
modelos e técnicas de conservação dos solos ocorreu nos Estados Unidos, na
década de 50, por pesquisadores de Indiana. Baseia-se em dados derivados de
um grande número de experimentos de campo e aborda aqueles que são
considerados os quatro maiores fatores responsáveis pela deflagração do
processo erosivo linear ou laminar, a saber, o clima, a topografia, o solo e o uso e
manejo do solo.
Em poucas palavras, a EUPS prevê a médio e longo prazo como se
comporta a erosão do solo e, a partir de então, promove-se o planejamento de
práticas conservacionistas para reduzir as perdas de solo a níveis aceitáveis
(Silva, Schulz e Camargo, 2004).
A EUPS exprime a ação dos principais fatores que influenciam a erosão do
solo pela chuva. Os fatores R, K, L e S são dependentes das condições naturais
36
do clima e do solo e os fatores C e P das ações antrópicas, ou seja, das
diferentes formas de ocupação e uso das terras (Sparovek, 1998).
Ranieri (1996) indica a EUPS para as seguintes finalidades:
(a) previsão de perdas médias anuais de terra para áreas com determinadas
práticas de utilização;
(b) orientações para o planejamento de práticas de cultivo, de manejo e
conservação;
(c) previsão de alterações nas perdas de solo ocasionadas por mudanças nas
práticas de cultivo e conservação;
(d) determinação de modos de aplicação ou alteração das práticas agrícolas;
(e) estimativa de perdas de solo por usos distintos na agricultura;
estimativa de perdas de solos visando a determinação de práticas
conservacionistas.
FIGURA 7 – Espodossolo nos cordões litorâneos. Fonte: OFIGEO (2003)
37
Ainda segundo esta autora, o fato da EUPS se tratar de um modelo
empírico e ter sido desenvolvida em parcelas unitárias e uniformes confere a ela
algumas limitações, como por exemplo, a adoção de condições uniformes para
aspectos morfológicos da encosta. A equação também não contempla o
fenômeno de deposição nas encostas (Ranieri, 1996).
Ranieri (2000) cita como limitações da EUPS: necessidade de se trabalhar
com áreas relativamente homogêneas com relação ao solo, uso da terra e
declividade; o fato de a equação deixar implícitos diversos parâmetros e seus
efeitos; o fato de os cálculos para o fator C serem válidos para condições
específicas de cada região; a não consideração de áreas de deposição e a não
consideração da erosão linear.
Como potencialidades da EUPS, a autora (op. cit.) afirma que a equação é
considerada um bom instrumento para previsão de perdas de solo por erosão
laminar por exigir um número de informações relativamente pequeno quando
comparado ao exigido por modelos mais complexos, e por ser uma equação
bastante conhecida e estudada. Ela afirma ainda que, em condições como a
brasileira, cuja base cartográfica é escassa, aplicação de outros modelos para
estimativa de perda de solo para fins de planejamento agrícola e ambiental é
muito limitada.
A expressão matemática que define a EUPS compreende os seguintes
parâmetros (Equação 1):
A = R.K.L.S.C.P (1)
onde:
A é a perda de solo acumulada por unidade de área (t ha-1);
R é o fator de erosividade da chuva e representa o índice de erosão pela chuva
(MJ.mm ha-1 h-1 );
K corresponde ao fator erodibilidade do solo e indica a intensidade da erosão por
unidade de índice de erosão da chuva (t.h MJ-1.mm-1);
L é o fator comprimento de rampa (declive) (m);
38
S é o fator inclinação da encosta (porcentagem);
C é o fator uso e manejo do solo (adimensional);
P é o fator prática conservacionista (adimensional).
A seguir serão apresentados e discutidos os fatores da EUPS.
• Fator erosividade da chuva (R)
É um índice numérico que indica a capacidade da chuva esperada em uma
dada localidade de causar erosão em uma área sem proteção (Bertoni &
Lombardi Neto, 1990).
Dados de perdas de solo em terrenos cultivados associados com as
características da chuva, quando todos os outros fatores relacionados são
mantidos constantes, indicam que as perdas de solo são diretamente
proporcionais ao valor do produto da energia cinética total da chuva por sua
intensidade em 30 minutos (Wischmeier & Smith, 1978). Por Bertoni & Lombardi
Neto (1993) apud Sparovek (1998) este produto é chamado de "índice de erosão"
(EI) e é abreviação do termo energy-times-intensity, o qual indica como a
desagregação da partícula combina com a capacidade de transporte (Wischmeier
& Smith, 1978). A relação para obtenção do EI é dada pela Equação 2:
EI = 67,355 (r2/P)0,85 (2)
onde:
EI = média mensal do índice de erosão (MJ ha-1 mm-1)
r = precipitação média mensal (mm)
P = precipitação média anual (mm)
A soma dos valores de EI de cada chuva, isoladamente, em determinado
período, representa a erosividade da chuva (R) dentro daquele período. A soma
de todos os valores de EI das chuvas caídas em um ano em um dado local dará o
valor anual de EI (Wischmeier & Smith, 1978).
39
• Fator erodibilidade do solo (K)
Alguns solos são mais facilmente erodidos que outros, mesmo quando o
declive, a precipitação, a cobertura vegetal e as práticas de controle de erosão
são as mesmas.
O fator K na EUPS representa quantitativamente a taxa de perda de solo
por unidade de índice de erosão medida em uma parcela unitária (Lane et al.
1992 apud Ranieri, 2000) com 25 m de comprimento, 9% de declive, mantida
permanentemente descoberta e com preparo de solo no sentido do declive
(Wischmeier & Smith, 1965). Sob estas condições, os fatores LS, C e P são iguais
a 1,0 e o fator K iguala-se a A R –1, sendo desta maneira, a perda de solo (A)
expressa por unidade de índice de erosão da chuva (EI) (Sparovek, 1998).
Os valores de K são obtidos, geralmente, por institutos de pesquisa na área
de solos (Gameiro, 1997). No entanto, as medidas experimentais deste parâmetro
são dispendiosas e demandam tempo. Elas levam em conta a estrutura, textura,
porosidade, permeabilidade, capacidade de infiltração, teor de matéria orgânica e
composição química do complexo argila (César, 1952). O método mais usado
para estimação do fator K é o nomograma de Wischmeier e Smith (1965). Para os
solos brasileiros, porém, o método do nomograma apresenta limitações uma vez
que ele foi desenvolvido e calibrado para os solos norte americanos. Há
diferenças texturais, entre os solos usados para sua confecção e os solos
brasileiros, principalmente no que se refere a solos com baixa porcentagem de
silte e areia muito fina, afirma Ranieri (2000) citando Freire & Pessoti (1978),
Henklai & Freire (1983) e Angulo et al. (1985).
• Fator topográfico (LS)
Segundo Wischmeier & Smith (1978), tanto o comprimento do declive como
seu gradiente afetam a intensidade de ação das águas. São representados na
EUPS pelas letras L e S, respectivamente. Apesar de serem pesquisados
separadamente,a a aplicação destes fatores é conjunta, constituindo o fator
topográfico (LS).
40
De acordo com Jacques (1997), o fator topográfico quantifica a energia
cinética de escoamento na superfície. A declividade (S) influencia diretamente na
velocidade de escoamento das águas e o comprimento de rampa (L) indica o
caminho preferencial das águas.
O sub-fator L considera a distância desde o ponto de origem do fluxo
d'água, em geral um divisor de águas dentro ou no limite da bacia hidrográfica,
até o ponto no qual a declividade diminui de forma tal que começa a deposição do
material que se encontrava em suspensão na água ou que a vazão entre em um
canal (Kuntischik, 1996). É assinalado na literatura que o comprimento de encosta
não tem muito peso na determinação da taxa de perdas de solo por erosão
hídrica. No entanto essa aumenta substancialmente com o aumento da
declividade (Wischmeier & Smith, 1978; Pinto, 1991).
Matematicamente, o fator LS expressa a relação esperada de perda de
solo por unidade de área em um declive qualquer em relação a perda
correspondente a uma parcela unitária de 25 m de comprimento e 9% de declive.
A equação (Equação 3) que o exprime, foi proposta por Bertoni & Lombardi Neto
(1983):
LS = 0,00984 . L0,63 . S1,18 (3)
onde:
LS = fator topográfico (adimensional);
L = comprimento do declive em metros;
S = declividade em porcentagem.
Existem tabelas prontas que fornecem o valor do fator topográfico para
condições específicas de comprimento de encosta e declividade. A Tabela 3 e a
Figura 5 são exemplos.
Outra maneira de obtê-lo é através da série de curvas construídas (Figura
8) a partir de dados obtidos pela Equação 3 por Bertoni e Lombardi Neto (1983),
as quais permitem estimar o valor deste fator.
41
• Fator antrópico (CP) - uso e manejo do solo (C) e práticas conservacionistas
(P)
Assim como o fator topográfico, o fator antrópico engloba dois parâmetros
da EUPS e têm sido estudados juntamente.
TABELA 3 – Comprimento de rampa. (Bertoni & Lombardi Neto,1990).
As perdas de solo que ocorrem em uma área mantida continuamente sem
vegetação podem ser estimadas pelo produto dos parâmetros R, K e LS da
EUPS. No caso da área apresentar algum tipo de cobertura vegetal, tanto natural
quanto implantada, a perda real será bem menor à calculada para as condições
anteriores devido à proteção fornecida pelo dossel vegetal ao solo (Kuntischik,
1996). O grau de proteção fornecido pela cobertura depende do tipo de
vegetação, seqüência de culturas e práticas de manejo. Também influem os
estágios de crescimento e desenvolvimento da vegetação durante o período de
maior ocorrência de chuvas, continua o autor op. cit.
O fator C mede exatamente isso: "a relação entre perdas de solo de um
terreno cultivado em determinadas condições e as perdas deste mesmo terreno
descoberto, preparado para o cultivo (Wischmeier & Smith, 1978)". É
42
adimensional e varia entre 0 e 1, representando, respectivamente, a superfície
com cobertura vegetal máxima e o solo exposto.
FIGURA 8 – Curvas para cálculo do fator LS. (Bertoni & Lombardi Neto, 1990).
Gameiro (1997) discorre que os efeitos das variáveis uso e manejo não
podem ser avaliados independentemente devido às diversas interações entre
eles. Por exemplo, uma cultura pode ser plantada continuamente em um mesmo
local ou então em rotação de culturas. Seus restos podem ser removidos,
deixados na superfície, incorporados próximo à superfície ou totalmente
enterrados com o preparo do solo. Quando deixados na superfície, podem ser
cortados ou mantidos como foram colhidos. O preparo do solo pode deixar a
superfície do terreno bastante irregular ou lisa. Considerando as diferentes
combinações possíveis dessas variáveis, o efeito será diferenciado nas perdas de
solo. O fator C mede justamente o efeito de todas as relações das variáveis de
cobertura e manejo que incluem: tipo de vegetação, stande (população),
desenvolvimento (estádio da cultura), época do ano e manejo cultural. Seu cálculo
se dá a partir das relações de perda de solo e da fração da erosividade para cada
estádio das culturas.
Kuntischik (1996) cita que autores como Bertoni (1949), Holý (1980) e
Wischmeier e Smith (1978) mencionam a mata como a cobertura vegetal que
43
fornece maior grau de proteção ao solo. As pastagens também contribuem de
modo muito significativo para o controle da erosão hídrica. Alguns valores de C
são mostrados na Tabela 4 como exemplos.
TABELA 4 – Categorias de uso e respectivos valores de C.
Classe de Cobertura Fator C
Solo exposto1 1,0000
Mata2 0,0001
Pastagem3 0,4000
Cana-de-açúcar4 0,3066
1 Kuntischik (1996); 2 Ranieri (1996); 3 Jacques (1997) e 4 Weill (1999)
O fator P representa o efeito das práticas conservacionistas. As práticas
mais comuns são o plantio em nível, terraceamento e o plantio em faixa.
O fator denota a relação entre a intensidade esperada de perdas de solo
com determinada prática conservacionista e aquela quando a cultura está
plantada no sentido do declive (morro abaixo) (Ranieri, 2000), com o solo
descoberto (Jacques, 1997). Varia entre 0 e 1, sendo dado o valor máximo para o
plantio morro abaixo.
A atribuição do fator P pode ser feita considerando-se os parâmetros
declividade e presença de qualquer prática de conservação, além da ponderação
dos valores encontrados na literatura. A Tabela 5 propõe valores de P
determinados por Bertoni e Lombardi Neto (1990).
Wischmeier & Smith (1978) classificaram as práticas de conservação de
acordo com classes de declividade (Tabela 6). Com o aumento do declive o valor
de P também aumenta. As declividades entre 21 e 25% englobam valores de P
próximo ao manejo morro abaixo.
44
TABELA 5 – Valor de P para algumas práticas conservacionistas. Bertoni &
Lombardi Neto (1990)
TABELA 6 – Valores de P em função do declive. (Wischmeier & Smith, 1978)
Declividade (%) Fator P
1 a 2 0,50
3 a 5 0,50
6 a 8 0,50
9 a 12 0,60
13 a 16 0,70
17 a 20 0,80
21 a 25 0,90
Por fim, a aplicação de P devido à presença de práticas conservacionistas
é feita adotando-se P igual a 0,5 para as áreas onde elas existem e P igual a 1,0
onde não há qualquer técnica aplicada, levando em conta o fato de que quando P
vale 1,0 ocorre a pior situação de plantio. Este método pode ser encontrado em
Cerri (1999), Weill (1999), Raneiri (2000), entre outros.
3.2.1 Equações Derivadas
Combinando-se alguns parâmetros da EUPS é possível fazer cálculos para
estimativa da perda de solo em função das condições naturais de ocorrência do
45
fenômeno separadamente da ação antrópica, pela combinação de parâmetros da
equação.
• Potencial Natural de Erosão (PNE)
O Potencial Natural de Erosão (PNE) desconsidera os fatores uso e
manejo (C) e práticas conservacionistas (P) da equação original da EUPS, pois
assim avaliam-se as taxas máximas de erosão devidas unicamente a aspectos
morfoedafoclimáticos, ou seja, o PNE avalia as perdas de solo considerando
apenas os parâmetros do meio físico de uma área destituída de cobertura vegetal
e ausente de presença antrópica.
Segundo Jacques (1997), o PNE é dado em toneladas por hectare ao ano
(t.ha-1 ano-1) e obedece a Equação 4.
PNE = R.K.(LS) (4)
onde:
PNE = potencial natural de erosão (t ha-1 )
R = fator erosividade da chuva (MJ mm ha-1 h-1)
K = fator erodibilidade do solo (t h MJ-1 mm-1)
LS= fator topográfico (adimensional)
• Influência Antrópica Atual (CPatual) e Permissível (CPpermissível)
As interferências das ações antrópicas no meio ambiente, principalmente
aquelas relacionadas com a retirada da cobertura vegetal nativa para produção
agrícola, tem um importante papel no comportamento dos solos ante ao processo
erosivo.
46
O uso do solo é uma das principais condicionantes do processo erosional,
sendo fato que há aumento nas taxas de perda de solo quando há
desmatamento. Ações relacionadas com a interceptação e proteção do solo da
incidência direta da chuva, retenção substancial do volume de água e eliminação
de volume de água por transpiração regulam as forças do agente hídrico quanto
ao desencadeamento do processo erosivo (Sparovek, 1998).
Os elementos físicos decorrentes do uso do solo, tais como cerca,
caminhos, carreadores, ruas, estradas, canais, entre outros, também induzem de
forma direta os processo erosivo (Sparovek, 1998). As áreas submetidas a
movimentos de terraplanagem com cortes, aterros e bota-fora destacam-se como
fonte muito produtivas de sedimentos (op. cit.).
A influência antrópica atual (CPatual) considera os fatores uso e manejo (C)
e práticas conservacionistas (P).
A CPpermissível expressa a perda de solo máxima tolerada em uma dada
área. É obtida relacionado-a com a variável perda tolerável de solo (T), pela
Equação 5.
CPpermissível = T.(PNE)-1 (5)
A perda de solo tolerável é definida como a perda de solo por erosão
compensada pela taxa de formação do solo na tentativa de manter o equilíbrio
entre perdas e ganhos de massa de solo. Para Wischmeier & Smith (1978) o
termo "tolerância de perda de solo" (T) indica o máximo nível de erosão de solo
aceitável que mantenha, indefinidamente, um elevado nível de produtividade
economicamente viável.
Bertoni & Lombardi Neto (1985) apud Jacques (1997) calcularam perdas de
solo toleráveis médias para o estado de São Paulo que variam de 4,5 a 15 t.ha-1
ano-1. A taxa de formação de solo para os Estados Unidos é de
aproximadamente 8 mm por século (Jacques 1997). Tais colocações sugerem
que a taxa com que o solo se recupera da ação degradante do processo erosivo é
47
infinitamente inferior à taxa com que ele é desgastado. Num ambiente tropical
como o do Brasil, os solos levariam ainda mais tempo para se recuperar, tendo
em vista a intensidade da erosividade da chuva. Segundo Sparovek (1998) ainda
não existe uma tolerância de solo definida para regiões tropicais. Segundo estes
autores, os valores de T devem ser maiores em solos tropicais do que aqueles
determinados para solos de regiões temperadas.
A Tabela 7 traz valores de T algumas classes de solos.
TABELA 7 – Perda tolerável de solo (T). (Bertoni & Lombardi Neto, 1990)
Classe de solo T (t. ha-1. ano-1)
Argissolos 4,5
Latossolos 15,0
Gleissolos e Hidromórficos 0,0
A medida da influência antrópica é feita comparando-se a (CPatual) com a
CPpermissível. A partir desta comparação é possível determinar as áreas mais
afetadas pela ação humana, bem como as que estão se equilibrando a sua ação
e as que ainda não apresentam seus efeitos.
3.3 Geoprocessamento e modelagem de processos naturais
O registro de eventos sobre a superfície terrestre com variação temporal e
espacial tem sido feitos atualmente através da aplicação de geotecnologias. Os
resultados são mapas, cartas e modelos digitais georeferenciados que traduzem
informações sobre a localização geográfica exata da ocorrência do fenômeno,
bem como sua magnitude, direção, extensão, etc.
Com o advento da tecnologia, densos bancos de dados podem ser
montados e manipulados de acordo com o objetivo a que se destina a análise do
48
meio, sendo possível também irrestritas combinações de informações tanto do
meio físico quanto do meio biótico.
A captação e transformação dos dados em informação se dão através de
técnicas de Sensoriamento Remoto, Geoprocessamento e Sistemas de
Informações Geográficas. Por meio delas, pode-se hoje monitorar e inferir sobre
questões relativas ao meio ambiente com grande acuracidade e clareza, e assim
disponibilizar à sociedade material cartográfico de qualidade que sirva de base
aos processos de planejamento e gestão ambiental. A partir dessas fontes, são
apuradas informações sobre o uso, ocupação e parcelamento do solo,
desmatamentos, atividades agrícolas, assoreamento e poluição de corpos d’água,
perdas de solo por erosão, etc.
• Sensoriamento Remoto
O Sensoriamento Remoto (SR) é definido como o conjunto de processos e
técnicas usados para medir propriedades eletromagnéticas de uma superfície, ou
de um objeto, sem que haja contato entre o objeto e o equipamento sensor
(Corrêa, 2003).
Segundo Alves (2000), o desenvolvimento de técnicas de sensoriamento
remoto de base orbital propiciou uma visão sinóptica dos problemas ambientais.
De acordo com a autora (op. cit), a aplicação de técnicas de processamento
digital de dados, o desenvolvimento da microcomputação e do processamento
gráfico tornaram possíveis investigações sistemáticas da superfície da terrestre.
O SR evoluiu à medida que a qualidade dos sensores foi aumentando. Em
conseqüência disso, imagens com resoluções sub-métricas são captadas.
Manipuladas com técnicas de extração de informações do processamento digital
de imagens, os produtos do SR tiveram sua aplicabilidade ampliada a diversas
áreas do conhecimento, tais como levantamento e análise de recursos
ambientais, geologia, agricultura, engenharia, biologia, meteorologia, etc.
A grande aplicação do sensoriamento remoto em diferentes ramos da
ciência deve-se à sua capacidade de coletar dados multiespectrais em diferentes
49
escalas, diferentes épocas e oferecer uma grande gama de estudos e análises de
fenômenos da natureza ao longo do tempo (Marques, 2003).
A superfície terrestre contém inúmeros elementos e fatores que a tornam
extremamente complexa. As imagens orbitais para o sensoriamento remoto
produzidas pelos sensores dos satélites têm informações geográficas no formato
“raster”. Cada pixel contido nestas imagens carrega consigo a representação da
radiância média de um local por meio dos valores de brilho Marques (2003). A
tecnologia de sensoriamento remoto orbital que tem como principal característica
a repetitividade, tornando-se uma importante ferramenta para o mapeamento das
características da superfície terrestre em curtos intervalos de tempo.
• Geoprocessamento e Sistemas de Informações Geográficas
O geoprocessamento pode ser definido como o conjunto de tecnologias
destinado à coleta e tratamento de informações espaciais, bem como ao
desenvolvimento de sistemas e suas aplicações (Ortiz, 2003).
Num país de dimensão continental como o Brasil, com uma grande
carência de informações adequadas para a tomada de decisões sobre os
problemas urbanos, rurais e ambientais, o Geoprocessamento apresenta um
enorme potencial, principalmente se baseado em tecnologias de custo
relativamente baixo, em que o conhecimento seja adquirido localmente (Câmara
& Davis, 1998).
O geoprocessamento destina-se a tratar problemas ambientais levando em
conta a localização, a extensão e as relações dos fenômenos analisados, visando
contribuir para a sua presente explicação e para o acompanhamento da sua
evolução passada e futura (Jacques, 1997).
Lado a lado com o geoprocessamento, caminham os Sistemas de
Informações Geográficas (SIG’s), “os quais constituem tecnologia para a
investigação de fenômenos diversos, relacionados com engenharia urbana,
geologia, pedologia, vegetação, bacias hidrográficas, problemas ambientais, etc”
(Calijuri e Röhm, 1994).
50
Quando os dados acerca dos recursos naturais estão disponíveis apenas
na forma de mapas impressos, o planejador vê limitado o número de questões
que podem ser respondidas rápida e efetivamente (Weill, 1999). Como os SIG's
são resultado do desenvolvimento de várias ciências relacionadas, tais como
computação gráfica e cartografia digital, a manipulação destes dados para
posterior extração de informação só pode ser realizada através deles.
A estrutura de um SIG constitui-se de cinco partes (Figura 9).
FIGURA 9 – Partes componentes de um SIG. (Ziller, 1999).
Um sistema de informação geográfica é a combinação de pessoal
especializado, dados espaciais caracterizados, métodos analíticos, hardware e
software. Todo esse conjunto organizado para automatizar, administrar e entregar
a informação georeferenciada.
Um objeto geográfico qualquer (como uma cidade, um rio, uma montanha)
somente poderá ser localizado se puder ser descrito em relação a outros objetos
cujas posições sejam previamente conhecidas, ou se tiver sua localização
determinada em uma rede coerente de coordenadas. Quando se dispõe de um
sistema de coordenadas fixas, pode-se definir a localização de qualquer ponto na
superfície terrestre (Corrêa, 2003). Numa formulação geral, um SIG visualiza o
51
espaço como estando ele coberto por um sistema de coordenas cartesianas
(grid). Cada atributo do espaço é descrito por um plano de informação. Para cada
ponto da superfície há uma definição dos valores de das propriedades ou
características da terra naquela exata posição (Weill, 1999).
A representação de uma feição dentro de uma SIG pode ser feita de três
maneiras (Figura 10): (a) vetorial, (b) raster ou matricial e (c) por rede triangular
irregular (TIN).
(a) (b) (c)
FIGURA 10 – Formas de representação de um dado por um SIG. (Ziller, 1999).
Quando as feições são representadas em formato vetorial, pontos são
armazenados por coordenadas (x, y), linhas como segmentos interconectados
pelas coordenadas de suas extremidades e polígonos como segmentos fechados.
Quando o formato escolhido é o matricial ou raster, o dado é alocado em uma
malha de células cujos valores são dados pela posição da linha/ coluna em que a
célula se encontra. Na modelagem TIN, cada nó do triângulo tem uma
coordenada (x, y).
Na Figura 11 está um exemplo de como diferentes feições do mundo real
são habitualmente abstraídas para um SIG. Cada tipo distinto de atribuição é
separado em camadas. Estas, por sua vez, subdividem-se em feições abstraídas
52
sob a forma de linha, ponto ou polígonos. Rios são representados por linhas,
postes por pontos e unidades de solo por polígonos.
Matricial
Vetorial
Mundo real
FIGURA 11 – Representação matricial e vetorial e sua relação com o mundo real.
(Ribeiro, 2003).
A escala é um fator de registro obrigatório em qualquer produto de SIG. Por
ela é possível entender qual a relação do desenho, em centímetros, para o mundo
real. Extensas áreas podem ser definidas em mapas e cartas de formatos não
superiores à unidade métrica. Segundo Gripp & Simões (1994) apud Corrêa
(2003), escala é a relação entre o comprimento gráfico e o comprimento medido
sobre a superfície da terra. Na Figura 12 pode ser visto o nível de detalhes de
uma escala pequena (1:500.000) e uma grande (1:2.500).
• Modelos Digitais de Elevação (MDE’s)
O processo de modelagem de um MDE pode ser definido em três etapas:
amostragem, modelagem e utilização do modelo ou aplicações (Felgueiras,
2005). Cada etapa é decisiva para a qualidade do MDE gerado, sendo também
interdependentes, ou seja, uma pode influenciar diretamente na outra. Entretanto,
existe uma ordem lógica de estruturação para construção de um MDE, devendo-
53
se inicialmente saber a utilização do MDE, ou seja, o seu objetivo e a sua
aplicação. A partir dessa definição já se pode ter noção da área de trabalho, do
tipo de terreno que se quer modelar, da disponibilidade de dados de entrada
(amostragem) e do tipo de grade e método de interpolação (modelagem) que
venha a ter maior eficiência para o modelo gerado (Fernandes e Menezes, 2005).
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������
�������
���� �������
����
������
�������������
�����
FIGURA 12 – Nível de detalhes entre as escalas. FONTE: Ribeiro (2003).
Os autores op. cit. argumentam que a bibliografia mostra alguns trabalhos
que testam diferentes modelos de grade para a confecção de MDE, entre eles
pode-se citar, que assume a grade regular retangular (GRID) como melhor
modelo que defende a utilização de TIN. Quando a superfície de análise possui
descontinuidades ou grandes variações, o modelo grid apresenta deficiências, o
que não ocorre com a utilização de grades irregulares triangulares).
A eficiência dos métodos de interpolação está relacionada com a qualidade
de representação. Toda interpolação traduz uma incerteza no ponto estimado.
Segundo Burrough & McDonnell (1998) apud Fernandes e Menezes (2005),
quando os dados são abundantes, a maioria dos métodos de interpolação produz
resultados semelhantes, entretanto, no caso de dados esparsos tais métodos
podem apresentar limitações na representação da variabilidade espacial porque
54
desconsideram a anisotropia, ou seja, a descontinuidade do fenômeno que se
quer observar.
O Sensoriamento Remoto ainda é hoje a maior fonte de dados para os
SIG's e para o Geoprocessamento, sobretudo em países carentes de informações
cartográficas atualizadas, como é o caso do Brasil (Corrêa, 2003). Através da
interpretação de seus produtos são obtidos mapas de regiões remotas a um
menor custo, são detectados objetos e fenômenos não perceptíveis à visão
humana através da utilização de outras faixas de radiação eletromagnética além
do visível, como o infravermelho, e é possível ter visão global sobre uma região
ou fenômeno estudado.
Em relação ao estudo de erosão através de técnicas de
Geoprocessamento, Silva, Schulz e Camargo (2004) citam Chaves (1995), que
afirma que a EUPS pode ser combinada com SIG’s para estimar a erosão laminar
e em sulcos com bom resultados, já que o desenvolvimento de sistemas
computacionais para aplicações gráficas e de imagem permite a automatização
de tarefas anteriormente realizadas manualmente e ainda facilita a realização de
análises complexas.
A principal vantagem do uso do SIG para modelar a perda de solos é a
habilidade para analisar a variabilidade espacial do potencial de erosão com base
na influência de fatores como a declividade, tipo de solo, uso da terra,
precipitação, entre outros. Entretanto, é importante considerar algumas das
limitações na representação e interpretação dos resultados (Machado, 2002).
55
4. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA 4.1. Localização da Área
O município de Campos dos Goytacazes localiza-se na Região Norte do
Estado do Rio de Janeiro, distando aproximadamente 279 km da capital estadual,
Rio de Janeiro (Figura 13). Abrange uma área de 4.037 km2, sendo o maior
município do Estado. Possui uma população de 406.989 (quatrocentos e seis mil
novecentos e oitenta e nove) habitantes, segundo o censo do IBGE (2002). A
rodovia federal BR-101 atravessa o município longitudinalmente e é responsável
por boa parte do escoamento da produção agrícola, dos produtos cerâmicos e de
petróleo, etc.
Na Figura 14 estão dispostos o limite do município e as localidades
vizinhas a ele, além dos distritos, lagoas e rios importantes na área de estudo. A
imagem é Landsat, de 14/03/02.
4.2 Uso e Cobertura do Solo
Segundo Corrêa (2003) discorreu, a ocupação do solo fluminense, na
forma em que ocorreu, resultou de um processo histórico onde as queimadas e o
desmatamento sucederam a uma exploração sem maior planejamento no que diz
respeito à aptidão de terras e ao seu uso. Neste contexto, a vegetação original na
56
área de estudo encontra-se profundamente modificada pela ação antrópica,
através da exploração agrícola e pecuária, atividades de longa data na região. A
vegetação nativa remanescente compreende manchas de Mata Atlântica e
campos de altitude nas serras, amostras de vegetação de restinga nas áreas mais
próximas ao litoral e raros manguezais no Canal das Flexas.
FIGURA 13 – Localização da área de estudo.
O Projeto Rio de Janeiro (CPRM, 2001), confeccionou mapas de uso e
cobertura do solo para o Estado do Rio de Janeiro (1: 500.000) com as seguintes
classes: Pastagem, Mata, Áreas Urbanas, Solo Exposto, Áreas Agrícolas, Corpos
d’Água, Afloramentos de Rocha, Vegetação de Restinga, Campo Inundável,
Manguezal, Coberturas Arenosas, Salinas e Extração de Areia.
No município de Campos são encontradas as seguintes classes:
Pastagem; Mata; Áreas Urbanas; Áreas Agrícolas; Corpos d’Água; Afloramentos
de Rocha; Campo Inundável, Vegetação de Restinga e Coberturas Arenosas e
Solo Exposto.
220000
220000
280000
280000
7600
000
7600
000
7600
000
7600
000
7700
000
7700
000
57
FIGURA 14 – Imagem Landsat de 14 de março de 2002.
• Pastagem
A classe refere-se à cobertura vegetal que abrange o “pasto sujo”, onde
houve intervenção humana para uso da terra, descaracterizando a vegetação
primária.
• Mata
Serra do Imbé
Morro do Coco
Lagoa de Cima
Lagoa Feia
Rio Paraíba do Sul
São Francisco do
Itabapoana
Travessão
Área Urbana
Barra do Itabapoana
São João da Barra
Farol de São Tomé
58
Essa classe agrega remanescentes florestais primários, as matas
secundárias (aquelas formadas através de um processo de regeneração natural)
e os reflorestamentos. Na área compreendida pela bacia da Lagoa Feia, a classe
mata compreende o domínio da Mata Atlântica.
• Área Urbana
Compreende áreas ocupadas pelo sistema urbano da cidade de Campos
dos Goytacazes e as localidades de Ururaí e Tocos.
• Áreas Agrícolas
Áreas onde se produz a cana-de-açúcar.
• Corpos d’Água
Classe referente à área física coberta pela lâmina d'água dos rios, córregos
e lagoas do município.
• Afloramentos de Rocha
Área representativa das cadeias rochosas aflorantes nas regiões de
domínio serrano.
• Área Inundável
Compreende as áreas planas, baixas e sazonalmente alagadas que
aparecem nas cabeceiras, em zonas de transbordamento de rio ou próximas a
lagos e lagunas em processo de colmatação. Em geral, apresenta-se coberta por
vegetação hidrófila de várzea.
• Vegetação de Restinga
Classe que se apresenta na área de baixada do município, onde
predominam os solos orgânicos.
59
• Coberturas Arenosas
Classe ocorrente na região da baixada campista, onde ocorrem junto à
vegetação de restinga.
• Solo exposto
Esta classe foi acrescida ao mapa de Costa (2005), através de digitalização
a partir da imagem Landsat-7 de 14/03/02. Ela corresponde principalmente às
cavas de extração de barro pela indústria cerâmica de Campos.
A Figura 15 corresponde ao mapa de uso e cobertura do município.
4.3. Pedologia
O conhecimento sobre os solos é indispensável à avaliação das
potencialidades e limitações ambientais de uma dada região e de fundamental
importância para a compreensão das inter-relações entre os diversos
componentes do meio (Corrêa, 2003).
Todos os solos existentes na paisagem refletem sua história. Desde o
primeiro instante de sua gênese até o presente, fenômenos físicos e químicos
diferenciados ocorreram no material que lhes deu origem, motivando progressivas
transformações que se refletem na sua morfologia e nos seus atributos físicos,
químicos e mineralógicos, identificando-os (Oliveira et al., 1992).
O Projeto Rio de Janeiro (CPRM, 2001), utilizando o levantamento de solos
realizado pela EMBRAPA Solos, obteve o Mapa de Solos do Estado do Rio de
Janeiro. A partir deste foi gerado o mapa pedológico da área de estudo por Costa
(2005), o qual é constituído por Neossolo Litólico, presente nos locais de relevo
mais elevado. Logo em seguida são encontrados os Argissolos Vermelho-Escuros
e Cambissolos Álicos, que constituem em sua maioria os solos de encostas. Nas
regiões onduladas, de domínio colinoso, foram identificados: Argissolo Vermelho-
Amarelo e Latossolo Vermelho-Amarelo. Nas regiões planas e faixa litorânea,
60
FIGURA 15 – Uso da terra no município de Campos. Modificado de Costa
(2005).
61
foram identificadas áreas de Gleissolo, Espodossolo, Organossolo, Neossolo
Flúvico e Cambissolo Eutrófico. Por fim, na área de tabuleiros da Formação
Barreiras, foram identificadas áreas de Argissolo Amarelo e Latossolo Amarelo.
A cobertura pedológica do município é mostrada na Figura 16.
4.4. Geomorfologia
Conhecer a geomorfologia de uma área de estudo é imprescindível quando
se deseja avaliar sua capacidade de suporte aos impactos decorrentes de
intervenções antrópicas e/ou intempéricas. Desta forma é possível um diagnóstico
ambiental preciso e gestão ordenada no planejamento territorial.
De acordo com CPRM (2001), a notável diversificação do cenário
geomorfológico do estado do Rio de Janeiro deve ser compreendida através de
uma singular interação entre aspectos tectônicos e climáticos, que delinearam sua
atual morfologia.
O Projeto Rio avaliou cada sistema de relevo quanto às suas propriedades
morfológicas e morfométricas, conferindo um caráter quantitativo ao mapeamento,
permitindo avaliar as principais diferenciações entre os sistemas de relevos
espacializados pelas unidades morfoesculturais. As informações obtidas em
trabalhos de campo, ou extraídas da análise de cartas topográficas e fotografias
aéreas, resumiram-se em: amplitude topográfica; gradiente das vertentes;
geometria das vertentes; geometria dos topos; coberturas inconsolidadas;
densidade de drenagem e padrão de drenagem.
Sucintamente serão descritas a seguir características das unidades
geomorfológicas presentes no Município de acordo com CPRM (2001) e a Tabela
8 mostra as diferentes unidades geomorfológicas do Município.
62
FIGURA 16 – Pedologia do município. Fonte: Costa (2005)
63
• Domínio Serrano
Compreende os alinhamentos serranos e degraus estruturais, maciços
costeiros e interiores, escarpas serranas e domínio montanhoso. Apresenta relevo
montanhoso, extremamente acidentado, localizado, em geral, no reverso da
escarpa da Serra do Mar. Predomínio de amplitudes topográficas superiores a
400m e gradientes muito elevados, com ocorrência de colúvio e depósito de tálus,
solos rasos e afloramento de rocha.
Como exemplos, no município ocorrem a escarpa da Serra do Imbé (Figura
17) e a Serra da Pedra Lisa (Figura 18).
• Colinas Isoladas
Formas de relevo residuais, com vertentes convexas e topo arredondados
ou alongados, com sedimentação de colúvios, remanescentes do afogamento
generalizado do relevo produzido pela sedimentação flúvio-marinha que
caracteriza as baixadas litorâneas. Predomínio de amplitudes topográficas
inferiores a 100 m e gradientes suaves. Exemplo: Serra do Imbé (Figura 19).
• Domínio Suave Colinoso
FIGURA 17 – Domínio Serrano
Escarpa da Serra do Imbé. FIGURA 18 – Serra da Pedra Lisa.
(Fotos: OFIGEO, 2004)
64
Relevo de colinas muito pouco dissecadas, com vertentes convexas e
topos arredondados ou alongados, com expressiva sedimentação de colúvios e
alúvios. Ocorrência de morrotes alinhados. Predomínio de amplitudes
topográficas inferiores a 50m e gradientes muito suaves. Esse relevo suave é
esparsamente pontilhado por morrotes e morros baixos. No contato entre as
colinas e a Baixada Campista, registram-se alguns remanescentes de tabuleiros
do Grupo Barreiras (Figura 20).
• Serras Isoladas
Relevo montanhoso, extremamente acidentado, localizado em meio ao
domínio das baixadas e planícies, ou em meio ao domínio colinoso. Predomínio
de amplitudes topográficas superiores a 200m e gradientes muito elevados.
Na região temos o Maciço do Itaoca que é resistente à erosão diferencial,
atinge 414m de altitude, sendo circundado por colinas suaves da superfície de
aplainamento do litoral leste fluminense e junto à Baixada Campista (Figura 21).
FIGURA 19 – Colinas Isoladas - Serra do Imbé.
FIGURA 20 – Domínio Suave Colinoso
(Fotos: OFIGEO, 2004)
65
TABELA 8 – Resumo da divisão geomorfológica do município. Corrêa (2003)
modificado de CPRM (2001)
Unidade
Morfoestrutural Unidade
Morfoescultural
Sistemas
de Relevo
Escarpas Serranas Domínio Serrano
Maciços Costeiros e Interiores Serras Isoladas
Planaltos Residuais Domínio Colinoso Suave
Colinas Isoladas
Cinturão Orogênico do
Atlântico
Superfícies Aplainadas nas Baixadas Litorâneas Domínio Suave Colinoso
Tabuleiros de Bacias Sedimentares Tabuleiros
Planícies Aluviais
Planícies Colúvio-Alúvio-Marinhas Planícies Fluviomarinhas
Planícies Flúvio-Lagunares
Bacias Sedimentares Cenozóicas
Planícies Costeiras Planícies Costeiras
• Planícies Aluviais
Planícies de inundação, terraços fluviais e leques alúvio-coluviais que
compreendem os extensos fundos de vales dos rios Imbé e Urubu, preenchidos
de sedimentos de origem fluvial e fluvio-lagunar, os quais desembocam na Lagoa
de Cima e correm paralelamente à escarpa da Serra do Imbé. Os sedimentos
fluviolagunares encontram-se apenas no rebordo da Lagoa de Cima (Figura 22).
A configuração atual da baixada foi originada a partir da formação da Lagoa de
Cima, que consiste numa lagoa confinada entre colinas e tamponada pela
66
sedimentação aluvial da Baixada Campista após o máximo transgressivo
holocênico.
• Planícies Costeiras
Terrenos arenosos de terraços marinhos, cordões arenosos e campos de
dunas delineados em superfícies suborizontais, com microrrelevo ondulado de
amplitude topográfica inferior a 20m, geradas por processos de sedimentação
marinha e/ou eólica. A planície costeira estende-se entre a localidade de Farol de
São Tomé e o limite do Município de Campos, sendo que junto a Farol de São
Tomé, consiste em um único cordão litorâneo, que isola do oceano uma extensa
planície flúvio-lagunar alagada.
• Planícies Colúvio-Alúvio-Marinha
Engloba terrenos argilo-arenosos das baixadas (Figura 23), dispostas em
superfícies suborizontais, com gradientes extremamente suaves e convergentes à
FIGURA 21 – Maciço de Itaoca. (OFIGEO, 2004)
FIGURA 22 – Lagoa de Cima. (Corrêa, 2003)
67
linha de costa, de interface com os Sistemas Deposicionais Continentais
(processos fluviais e de encosta) e Marinhos.
Esta planície abrange uma expressiva área do município. É resultante de
uma seqüência de eventos transgressivos e regressivos. Essas variações do nível
do mar marcaram períodos cíclicos de erosão e sedimentação dos depósitos
continentais e marinhos, que modelaram a atual morfologia da região.
• Planícies Flúvio-Lagunares
Ocorre em terrenos argilosos orgânicos de paleolagunas colmatadas
(Figura 24) na forma de superfícies planas, de interface com os sistemas
deposicionais continentais e lagunares. Apresentam terrenos muito mal drenados
com lençol freático subaflorante. Esta planície caracteriza-se por extensos
terrenos alagados, que consistem em sedimentos de origem lagunar resultantes
do ressecamento moderno da Lagoa Feia.
As obras de saneamento, efetivadas com a abertura do Canal das Flexas,
promoveram a drenagem da baixada e o rebaixamento do lençol freático
subaflorante.
FIGURA 23 – Planície Colúvio-Alúvio-Marinha com a cidade ao fundo.
(OFIGEO-LEVIC, 2003)
FIGURA 24 – Planície flúvio-lagunar: áreas freqüentemente inundáveis
próximas a Lagoa Feia. (Corrêa, 2003)
68
• Tabuleiros
Formas de relevo suavemente dissecadas, com extensas superfícies de
gradientes extremamente suave ou colinas tabulares (Figura 25). Apresentam
topos planos e alongados e vertentes retilíneas nos vales encaixados em forma
de “U”, resultantes da dissecação fluvial recente. Predomínio de amplitudes
topográficas inferiores a 50m e gradientes muito suaves, com sedimentação de
colúvios e alúvios.
FIGURA 25 – Tabuleiro da Formação Barreiras. (OFIGEO, 2004)
A Figura 26 exibe o mapa geomorfológico da área de estudo.
4.5 Geologia
Apesar dos extensos estudos realizados no Estado do Rio de Janeiro
pode-se constatar que os mapas geológicos são predominantemente a nível
regional. Os trabalhos realizados na área deste estudo são basicamente do
Projeto Carta Geológica do DRM-RJ (Bloco Campos) e do Mapa Geológico do
Estado do Rio de Janeiro do DNPM (DRM, 2005).
Através do “Projeto Carta Geológica” o Departamento de Recursos
Minerais (DRM-RJ) em conjunto com diversas entidades públicas e privadas
69
FIGURA 26 – Mapa geomorfológico de Campos.
(COSTA, 2005, modificado de CPRM, 2001)
70
como Triservice, Geosol, Geomitec, CPRM, UFRJ, UFRRJ desenvolveu cartas
geológicas em todo o Estado do Rio de Janeiro na escala de 1:50.000.
Em continuidade à publicação do Programa Cartas de Síntese e Estudos
de Integração Geológica da Diretoria de Exploração Mineral (DIREX), o
Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM), torna público em 1998 o
Mapa Geológico do Estado do Rio de Janeiro na escala de 1:400.000.
A história geológica de Campos pode ser dividida resumidamente em duas
partes: Formação das Rochas do Embasamento Cristalino (Pré-Cambrianas) e
Formação da Bacia Sedimentar (Fanerozóico).
Serão descritas abaixo as unidades geológicas Pré-Cambrianas e
Fanerozóicas encontradas na área de pesquisa, baseando-se em alguns autores,
no Projeto Carta Geológica – Bloco Campos (DRM-RJ) e no Mapa Geológico do
Estado do Rio de Janeiro (DNPM).
• Geologia do Pré-Cambriano
Unidade São Fidélis (P∈IIIsf)
Esta unidade encontra-se presente ao norte e a sudoeste do rio Paraíba do
Sul, no Município de Campos. As rochas gnáissicas e os migmatitos dessa
unidade tem a maior distribuição e extensão entre todas as outras unidades pré-
cambrianas de Campos, abrangendo localidades como: Serra do Baú, Panorama
e Câmara.
Unidade Bela Joana (P∈lbj):
Assim como a unidade de São Fidélis, esta unidade também encontra-se
presente ao norte e ao sudoeste do rio Paraíba do Sul em Campos, mais
especificamente na área do rio Bela Joana. Suas rochas são charnockitos que
perlonga a parte nordeste do estado do Rio de Janeiro.
Unidade de Santo Eduardo (P∈lIse)
71
Ocorre apenas na região norte do Município de Campos e é constituída em
sua maioria por migmatitos.
Unidade Angelim (P∈lIag)
Assim como a unidade de Santo Eduardo, esta unidade também se
encontra presente somente ao norte do Município de Campos e é formada por
gnaisses.
Unidade Catalunha (P∈llcl)
Esta unidade se encontra presente apenas restritamente à noroeste do rio
Paraíba do Sul, como uma cunha de aproximadamente 1,5 km2. É constituída por
gnaisses.
Corpo Magmático Intrusivo
Na região são expressivos os Granitos da serra de Itaóca e de Morro do
Coco.
• Geologia do Fanerozóico
As variações do nível do mar chamadas transgressão e regressão marinha
associadas a variação climática originaram depósitos sedimentares Terciários
(Formação Barreiras) e Quaternários (planície de inundação do Rio Paraíba do
Sul e Cordões Litorâneos).
Unidade Terciária (Tb)
Os sedimentos terciários ocorrem alongados segundo uma faixa diagonal
que atravessa a área de estudo na direção NE-SW, interpondo-se, a grosso
modo, entre o domínio das rochas pré-cambrianas e os sedimentos quaternários.
Suas melhores exposições e maiores extensões encontram-se desde a margem
norte do rio Paraíba do Sul, próximo à cidade de Campos, até às proximidades do
limite com o Estado do Espírito Santo.
72
Unidade Quaternária
Sedimentos Paludiais (Ql)
Os corpos sedimentares pertencentes a esta unidade ocorrem às margens
das lagoas, nas lagunas, em vales encaixados nas rochas do Pré-Cambriano e
nos sedimentos terciários da Formação Barreiras, nas proximidades das
desembocaduras dos rios Paraíba do Sul e Itabapoana, em lagoas sobre a
planície de inundação e em vales intercordões litorâneos.
Sedimentos Litorâneos (Qc)
Os cordões litorâneos são corpos sedimentares individualmente estreitos e
alongados, alturas individuais entre 1 a 3 metros, paralelos entre si. Os
sedimentos que pertencem a esta unidade ocorrem nas regiões leste e sul do
município, tendo como limites: o Oceano Atlântico, os sedimentos terciários da
Formação Barreiras e os sedimentos quaternários da planície de inundação.
Estes sedimentos são constituídos de areias quartzosas litorâneas.
Sedimentos Fluviais (Qp)
Os sedimentos fluviais que compõem esta unidade, ocupam principalmente
a planície costeira de Campos, também denominada Baixada Campista, com cota
máxima da ordem de 13 m e acompanham principalmente os baixos cursos dos
rios Paraíba do Sul, Ururaí, Muriaé e Macabu. Essa seqüência é composta por
argilas, argilas-sílticas e siltes de planície de inundação. Engloba também as
areias quartzosas.
Na Figura 27 o mapa geológico de Campos.
73
FIGURA 27 – Mapa geológico da área de estudo.
(OFIGEO-LECIV 2005, Compilado do DRM)
74
4.6 Hidrografia
A área de estudo é dividida quase que ao meio pelo rio Paraíba do Sul.
Sua hidrografia é densa, apresentando rios e córregos em toda sua extensão,
além de canais de drenagem.
As características naturais do meio físico em relação à hidrografia da área
de estudo configuram uma condição de significativa suscetibilidade erosional,
principalmente erosão hídrica, devido ao regime e à intensidade de chuvas
existentes. O controle dos processos erosivos é determinado fundamentalmente
pela cobertura florestal. Quando esta cobertura é retirada há maior probabilidade
de ocorrer erosão acelerada, com processos de grande intensidade como ravinas
e voçorocas.
Na Figura 28, a hidrografia do município de Campos.
4.7 Vegetação
A vegetação original da bacia hidrográfica encontra-se profundamente
modificada pela ação antrópica de exploração agrícola e pecuária, atividades de
longa data na região. De acordo com o mapa de uso e cobertura do solo (Figura
15), a vegetação que ainda se apresenta no município de Campos é do tipo mata
e restinga.
A vegetação nativa remanescente compreende manchas de Mata Atlântica
nas Serras de Campos dos Goytacazes, Santa Maria Madalena e Trajano de
Morais; campos de altitude no Parque Estadual do Desengano.
As restingas ocorrem no limite leste, nas áreas mais próximas ao litoral,
ocorrendo também em pequenos setores interiores, a noroeste da Lagoa Feia,
entre o Valão do Guriri e o Rio da Prata. A floresta de restinga é uma formação
relativamente pouco densa, com espécies de porte médio ou baixo, de copa
irregular e tronco fino ou tortuoso.
75
FIGURA 28 – Hidrografia do município de Campos. (CIDE)
76
4.8 Clima
A descrição feita a seguir dos dados climatológicos da região Norte
Fluminense e mais especificamente do município de Campos dos Goytacazes de
interesse a essa pesquisa é baseada em diversos estudos de instituições
localizadas no Norte Fluminense, como boletins da UENF (UENF-LEAG, 2005,
comunicação pessoal1), da UFRRJ - Campus Dr. Leonel Miranda por Azevedo
et.al. (2000) e do PROJIR (IAA/SONDOTÉCNICA, 1983).
• Classificação Climática
De acordo com a classificação de Köppen, a área de estudo se enquadra
no tipo climático AW, quente e úmido, com estação chuvosa no verão. Nas
encostas das serras vizinhas, o clima é quente e úmido, com estação seca pouco
pronunciada. Do ponto de vista do regime térmico dos solos, a totalidade da área
se enquadra no conceito de regime “hyperthermic”, ou seja, com temperatura
média maior que 22ºC e diferença entre as médias de verão e inverno maior que
5ºC até a profundidade de 50 cm de solo (IAA/SONDOTÉCNICA, 1983).
• Precipitação
A intensidade das chuvas no município de Campos é verificada pelos
aguaceiros que desabam principalmente no mês de dezembro; seguido pelos
meses de novembro, janeiro, outubro março e abril. A área de menor
intensidade corresponde à zona da Lagoa Feia (110 mm/24 h)
(IAA/SONDOTÉCNICA, 1983).Conforme se pode verificar, na Figura 29 são
apresentados os valores médios da precipitação mensal para a região de Campos
dos Goytacazes, do período de 1975 a 1999 (Azevedo et. al, 2000), que
demonstram a ocorrência do período chuvoso e do período seco, e ainda a
diferença de magnitude entre os meses.
1 Laboratório de Engenharia Agrícola da UENF
77
A distribuição anual da precipitação é determinada pela predominância das
perturbações geradas durante o verão devido à instável massa equatorial
continental. Portanto, é válido afirmar que a época chuvosa é presidida pelo
“verão amplo”, que se estende de outubro a abril, sendo quase sistematicamente
o mês de dezembro o de maior pluviosidade. O inverno define a estação mais
seca que detém, em geral, cerca de 10% do total anual, sendo as maiores
estiagens verificadas no mês de agosto.
100,0
59,2
80,3 77,3
47,6
29,8 31,5 30,5
69,6
94,9
131,4142,7
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
180,0
J F M A M J J A S O N D
Meses
Pre
cipi
taçã
o P
luvi
mét
rica
(m
m)
FIGURA 29 – Precipitação Média Mensal, em Campos dos Goytacazes, do
período de 1975 a 1999 (Azevedo et. al. 2000).
78
5. MATERIAIS E MÉTODOS
Os métodos e materiais estabelecidos para determinação da
suscetibilidade à erosão laminar e quantificação da perda de solo que ela provoca
foi baseada nos tópicos teóricos apresentados no Capítulo 3.
As dificuldades para desenvolver a metodologia aqui proposta foram muitas
e variaram desde a incompatibilidade dos hardwares e softwares disponíveis no
Laboratório de Engenharia Civil (LECIV) da UENF até falta de dados para gerar
as os planos de informação básicos. Ante a esse problema, a solução foi realizar
o trabalho em parceria com o Laboratório de Geoprocessamento do
Departamento de Engenharia Florestal da Universidade Federal de Viçosa. Mas
isso era previsto, uma vez que o trabalho a que esta pesquisa se destinou foi o
primeiro e até então único para o município de Campos.
Foi tomado cuidado extremo com a precisão dos mapas básicos tanto
quanto com seus conteúdos. A cada etapa concluída foi feita uma revista em cada
item que levou àquele produto final.
A metodologia empregada para desenvolvimento desta pesquisa pode ser
descrita em quatro tópicos: criação da base de dados, edição dos dados, geração
dos mapas referentes à análise de suscetibilidade à erosão laminar e dos mapas
referentes à quantificação de perda de solo por erosão – aplicação da EUPS.
79
5.1 Criação da Base de Dados
Inicialmente realizou-se um apanhado dos mapas e cartas considerados
básicos a este trabalho. Alguns deles foram produzidos pela Oficina de
Geoprocessamento do LECIV a partir de compilações, outros vieram de
instituições públicas e privadas, como IBGE, CPRM e DRM.
� Dados temáticos
• Pedologia: base de dados na escala 1:250.000, utilizada no Projeto Rio
de Janeiro em 2001, pelo CPRM e DRM para a confecção do Mapa de
Solos do Estado do Rio de Janeiro;
• Uso e Cobertura do Solo: base de dados na escala 1:250.000, utilizada
no Projeto Rio de Janeiro em 2001, pelo CPRM e DRM para a confecção
do Mapa de Uso e Cobertura do Solo do Estado do Rio de Janeiro;
• Pluviometria: dados de chuva de uma série histórica de 10 anos
oriundos do trabalho de Coridola (no prelo).
� Dados cadastrais
• Hipsometria: base de dados na escala 1:50.000 obtida junto ao Núcleo
de Computação Eletrônica – NCE – UFRJ e IBGE;
• Pontos Cotados da Área de Baixada: base de dados na escala 1:25.000
do PROJIR plotados por Ramos (2001);
• Limite Municipal: base de dados na escala 1:50.000 do IBGE;
� Redes
• Hidrografia: base de dados na escala 1:100.000 do CIDE;
• Rodovia (BR101): base de dados na escala 1:100.000 do CIDE;
80
� Imagem
• Imagem Landsat - ETM 7: cena de 13 de março de 2002 (órbita 216,
ponto 75) obtida junto a DSC (Daniel Silva Costa) Engenharia.
5.2 Edição dos Dados
Essa é a fase mais trabalhosa de todo o processo metodológico. Porém,
ela deve ser bem feita e consiste em analisar cada item da base de dados com
respeito a sua qualidade e conteúdo. A próxima fase consistiu em levar os dados
para a um mesmo sistema de referência, uma vez que os eles vieram de
diferentes instituições em diferentes formatos (shp, dxf e dwg) e projeções
(geográfica e plana).
Basicamente foi usado o programa ArcInfo 9.0 devido a sua interface ser
compatível com os outros programas usados, como o AutoCAD e ArcView 3.2.
Todas as operações de georeferenciamento, atualização do sistema de
projeção e conversão de formatos foram feitas no ArcMap, que é o módulo do
ArcInfo onde é possível manipular representações gráficas de informações
geográficas. Nesta etapa foi dada atenção especial aos temas a fim de que eles
não sofressem distorções.
Do trabalho de Corrêa (2003) vieram já georefenciados e no sistema UTM
datum SAD 69 zona 24S os temas correspondentes ao limite do município de
Campos dos Goytacazes , pedologia e uso e cobertura do solo. O tema
hidrografia foi recortado para a área do município.
As curvas de nível e os pontos cotados receberam tratamento à parte e
serão discutidos no tópico Modelo Digitação de Elevação.
Toda a base de dados tornou-se disponível nos formatos exigidos por cada
programa em que foi explorado. Os mapas temáticos, cadastrais, redes ficaram
armazenados sob a forma de feições, podendo ser completamente trabalhadas
81
dentro de SIG's para sobreposições, cruzamentos, visualizações, análises
espaciais e reclassificações.
5.2.1 Modelo Digital de Elevação (MDE)
Para confecção do MDE, foram empregados a base hipsométrica, os
pontos cotados da baixada e o limite do município.
Dentro do software ArcInfo 9.0, módulo Arc, as cartas hipsométricas foram
primeiramente transformadas do formato shape para o arc (Command Tools,
Conversion, To Arc, Shape to Arc).Isso foi necessário por que das 10 cartas
utilizadas para recobrir o município de Campos (Mimoso do Sul, Italva, Morro do
Coco, São Fidélis, Travessão, Renascença, Dores de Macabu, Campos,
Conceição de Macabu e Carapebus), a carta de Morro do Coco era a única que
não se encontrava cotada. Quando as cartas hipsométricas são adquiridas do
IBGE elas vêm cotadas, mas este atributo não se mantém ao serem elas
manipuladas em outro programa. Por isso, estas cartas tiveram de ser cotada.
Para tanto, utilizou-se o ambiente de edição do módulo Arc, o Edit Tools,
comando Labeling Contour Lines, intervalo de 20 m e valor de referência
específico. Esse comando gera uma linha através da qual todas as curvas de
nível tocadas por ela têm seu valor de cota alterado de zero para aquele definido
pelo valor de referência subtraído crescente ou decrescentemente do valor
definido como intervalo entre as curvas.
Depois de cotada esta carta, ela teve de ser editada. Não só ela como
todas as outras, pois elas não se encontravam unidas. Esta fase do trabalho
mostrou-se morosa e importante, pois a conexão entre curvas de cotas diferentes
poderia acarretar em inconsistência que travaria o interpolador. Em alguns pontos
do mosaico formado pelas curvas, elas precisaram ser redesenhadas a fim de
que se conectassem com a curva de mesma cota que se encontrava noutra carta.
Uma a uma, as curvas foram ligadas, chegando-se a um único bloco de curvas
82
perfeitamente conectadas sob a forma de mosaico, aumentando a acuracidade do
modelo final, além de converter todas as curvas para um só arquivo.
O arquivo de pontos cotados não sofreu qualquer modificação.
O bloco de curvas e os pontos cotados foram cruzados no ArcMap, modo
3D Analyst, opção Create TIN from Features.
O tamanho da célula é de grande relevância no processo de modelagem.
Nesta pesquisa foi adotada uma célula de 30 m, valor este, bem próximo à
eqüidistância vertical das curvas de nível empregadas na confecção do modelo
(20 m). Uma superfície com célula menor que 30 m no caso desta pesquisa
requereria maior esforço computacional. Este esforço seria tanto maior quanto
fosse a área estudada. Obviamente que um modelo digital com célula de 20 m ou
menor exibiria mais detalhes da área, mas como o município tem
aproximadamente 400.000 ha de área, ao tentar-se executar um MDE com célula
de 20 m, o hardware não conseguiu "rodá-lo", travando completamente.
O tamanho de célula escolhido foi de 30 m, pois menor que este valor o
esforço computacional requerido seria muito maior. Segundo a literatura, a célula
deve ter tamanho bem próximo à eqüidistância vertical das curvas, que foi de 20
m.
Depois de gerado o MDE, ele foi reclassificado em 12 intervalos de
elevação. Para melhor distinção da variação de elevação entres as classes, foi
utilizado a classificação Natural Break Jenks do ArcMap.
Esta parte da pesquisa foi realizada com apoio dos técnicos e professores
do Laboratório de Geoprocessamento do DEF (Departamento de Engenharia
Florestal) da UFV (Universidade Federal de Viçosa).
5.3 Análise de Suscetibilidade à Erosão Laminar
� Carta de Declividades
83
As classes de declividade normalmente são subdivididas segundo critérios
de declividade, forma de terreno, altura relativa das elevações e tipo e
comprimento das vertentes com o objetivo principal de fornecer subsídios ao
estabelecimento dos graus de limitação com relação ao emprego de implementos
agrícolas e à suscetibilidade à erosão (Brasil, 2005). O critério para adoção das
quatro classes de declive (0 – 8, 8 – 30, 30 – 60 e maior que 60%) para esta
pesquisa considerou os tipos de relevo e as associações com os diferentes tipos
de solos ocorrentes na área de estudo, como descrito e aplicado por Corrêa
(2003).
A carta de declividades foi derivada do MDE. Dentro do programa ArcInfo
9.0, no módulo 3D Analyst, Surface Analysis, foi escolhida a opção Slope. A
declividade é dada, por default, em graus. A carta resultante, varia de 0 a 90°.
Como 45° corresponde a 100% de declividade, a carta foi reclassificada
(comando Reclassify, Spatial Analyst) nos quatro intervalos citados no parágrafo
anterior.
A relação entre relevo, tipo de solos e as quatro classes de declividade da
área de estudo relacionaram-se da seguinte forma:
• 0 – 8%: domínio plano ou suave ondulado, ou seja, superfície de topografia
horizontal ou pouco movimentada, onde os desnivelamentos são muito pequenos
ou apresentando declives suaves;
• 8 – 30%: domínio ondulado, ou seja, superfície de topografia pouco
movimentada constituída por conjunto de colinas apresentando declives
moderados, ou formada por morros;
• 30 – 60%: domínio montanhoso, ou seja, superfície de topografia vigorosa
com predomínio de formas acidentadas, usualmente constituída por morros,
montanhas e maciços montanhosos, apresentando desnivelamentos
relativamente grandes e declives fortes;
• 60%: domínio escarpado, ou seja, superfície de topografia muito íngreme com
vertentes de declives muito fortes.
84
� Carta de Erodibilidade
Este mapa foi produzido agrupando-se classes de solo de acordo com sua
erodibilidade, como descrito por Bertoni & Lombardi Neto (1990), que classificou
os solos do estado de São Paulo, segundo sua erodibilidade, em cinco classes.
O mapa pedológico da área foi reclassificado aplicando-se os comandos já
descritos, de acordo com as classes descritas pela Tabela 9. A classe I agrega os
solos mais erodíveis e a V os menos.
� Carta de Suscetibilidade dos Solos à Erosão Laminar
Esta carta foi produzida pelo cruzamento da carta de erodibilidade do
município com a de declividades a Raster Calculator (Spatial Analyst). O resultado
gerou um mapa com cinco classes de suscetibilidade, cujo sentido é crescente da
classe I para a classe V, como descrito na Tabela 9.
TABELA 9 – Classes de erodibilidade para a área de estudo. Bertoni & Lombardi
Neto (1990)
Classes de Erodibilidade Unidades Pedológicas
I Neossolo Litólico Cambissolo Álico
Argissolo Vermelho-Escuro
II Argissolo Vermelho-Amarelo III Argissolo Amarelo
IV Cambissolo Eutrófico
Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Amarelo
V
Neossolo Flúvico Gleissolo
Organossolo Espodossolo
85
As cartas de erodibilidade e declividades foram integradas tendo como
base critério de definição de classes de suscetibilidade à erosão laminar e sua
compatibilização com as classes de capacidade de uso das terras (Anexo 01) são
assim relacionadas:
• MA = Muito Alta Suscetibilidade: corresponde às classes VII e VIII de
capacidade de uso das terras, onde os terrenos apresentam problemas
complexos de conservação, indicados para preservação ou reflorestamento;
• A = Alta Suscetibilidade: corresponde à classe VI de capacidade de uso das
terras, onde os terrenos apresentam problemas complexos de conservação,
parcialmente favoráveis à ocupação por pastagens, sendo mais apropriados para
reflorestamento;
• M = Média Suscetibilidade: corresponde à classe IV de capacidade de uso das
terras, onde os terrenos apresentam problemas complexos de conservação,
sendo mais indicados a pastagens e culturas perenes;
• B = Baixa Suscetibilidade: corresponde à classe III de capacidade de uso das
terras, onde os terrenos apresentam problemas complexos de conservação,
sendo mais indicados a pastagens e culturas perenes e, eventualmente, a
culturas anuais, porém exigindo práticas intensivas mecanizadas de controle de
erosão;
• NS = Baixa a Não Suscetível: corresponde às classes I, II e V de capacidade
de uso das terras. A classe I de capacidade de uso corresponde a terrenos sem
problemas especiais de conservação, podendo ser utilizados com qualquer tipo
de cultura; a classe II corresponde a terrenos com problemas simples de
conservação, podendo também ser utilizados com qualquer tipo de cultura, porém
exigindo práticas não mecanizadas de controle da erosão; a classe V corresponde
a terrenos sem problemas de conservação, mas exigindo técnicas especiais de
cultivo, por se constituírem de solos encharcados.
Foram relacionadas quatro classes de declividade com cinco classes de
erodibilidade. A carta de suscetibilidade foi então reclassificada segundo a Tabela
10. O critério de determinação da Tabela 10 foi descrito por Corrêa (2003).
86
TABELA 10 – Relação entre as quatro classes de erodibilidade e as cinco de
erodibilidade para definição das classes de suscetibilidade à erosão laminar.
Declividade (%) Erodibilidade 0 – 8 8 – 30 30 – 60 >60 I M A MA MA
II M M A MA
III B M A A
IV B B B M
V NS NS NS NS
� Carta de Potencial à Erosão Laminar
O cruzamento matricial na Raster Calculator (Spatial Analyst) da carta de
suscetibilidade à erosão laminar com o mapa de uso e cobertura do solo deu
origem à carta de potencial à erosão laminar.
Reclassificou-se o mapa de uso e cobertura considerando-se o porte da
cobertura vegetal e a intensidade da ação antrópica no manejo do solo, como
descrito por Corrêa (2003), de acordo com as classes da Tabela 11.
TABELA 11 – Classes de reclassificação do mapa de uso e cobertura.
Classe Uso
1 Áreas agrícolas
2 Pastagens
3 Mata
4 AF e AI
*AF = afloramento rochoso e AI = área inundável.
As classes resultantes do cruzamento foram reclassificadas seguindo as
quatro classes de potencial descritas por Salomão (1999), mostradas na Tabela
12, dando origem ao mapa de potencial à erosão laminar.
87
É importante esclarecer como foi obtida a Tabela 11. Para sua elaboração
foi considerada a Tabela 10. Para tanto foi analisada cada classe de uso e
ocupação da Tabela 12, relacionando-as com a intensidade da presença
antrópica e as classes de suscetibilidade (Tabela 13) previamente determinadas.
Correlacionando estas informações chegou-se à Tabela 11 e à carta de potencial
à erosão laminar.
TABELA 12 – Relação uso x ocupação para definição do potencial erosivo.
Classe Porte da Cobertura Vegetal Atividade Antrópica
Áreas agrícolas Baixo a médio Intensa
Pastagens Baixo a médio Moderada a reduzida
Matas Alto a médio Muito reduzida
AR e AI* Sem potencial Sem potencial
*AR = afloramento de rocha e AI = área inundável
TABELA 13 – Classes de potencial à erosão laminar.
Classes de Uso
Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe de
Suscetibilidade Áreas agrícolas Pastagem Mata AR/ AI
MA AP AP AP SP
A AP MP MP SP
M MP MP BP SP
B BP BP BP SP
NS BP BP BP SP
onde:
• AP = alto potencial: uso atual do solo incompatível com a suscetibilidade à
erosão laminar;
88
• MP = médio potencial: uso atual do solo incompatível com a suscetibilidade à
erosão laminar, possível de ser controlada com práticas conservacionistas
adequadas;
• BP = baixo potencial: uso atual do solo compatível com a suscetibilidade à
erosão laminar;
• SP = sem potencial: uso atual do solo compatível com a suscetibilidade à
erosão laminar.
5.4.3 Análise da Perda de Solo por Erosão
� Cartas de Declividades e Aspecto
A carta de declividades para esta etapa da pesquisa foi derivada do MDE
seguindo os mesmos procedimentos e comandos usados para obtenção da carta
de declividades para a análise da suscetibilidade à erosão laminar. Porém, para
consideração de fatores antrópicos de manejo e uso do solo, foram tomados
outros intervalos de declividade.
Segundo Ramos2 (2005, comunicação pessoal), as classes de declividade
para aplicação da EUPS devem estar nos seguintes intervalos: 0–3%, 3–8%, 8–
15%, 15–30%, 30–60% e maior que 60%.
A carta de aspecto foi derivada também do MDE. Do ArcInfo 9.0, módulo
3D Analyst, Surface Analysis, foi escolhida a opção Aspect. Em seguida, a carta
foi reclassificada em oito intervalos: 1 – 45º, 45 – 90º, 90 – 135º, 135 – 180º, 180
– 225º, 225 – 270º, 270 – 315° e 315 – 360°.
� Fator Erosividade da Chuva (R)
A análise da distribuição do fator erosividade da chuva (R) ao longo do ano
foi determinada através da Equação 2. O fator R é a somatória das médias
2 Doracy Pessoa Ramos – Professor colaborador do Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil da UENF
89
mensais do índice de erosão (EI) calculados para uma série histórica de 10 anos.
Foram utilizados dados de 13 estações localizadas dentro e fora do município de
Campos.
Depois de convertido do formato geográfico de coordenadas para o
sistema UTM, o arquivo foi reeditado em uma planilha do programa Excel, sendo
que o valor da erosividade foi obtido através da formulação de uma equação,
salvo no formato .dbf e então levado para o ArcMap. O arquivo continha
informações de localização (E e N), precipitação média anual e erosividade da
chuva.
No ArcMap a espacialização da erosividade da chuva no município de
Campos foi resultante de interpolação desenvolvida no módulo Geoestatistical
Analyst, interpolador Radial Basin Function sobre o campo da tabela de atributos
que continha os valores de R.
� Fator Erodibilidade (K) e Perda de Solo Tolerável (T)
O mapa correspondente ao fator K foi gerado adicionando-se valores de
erodibilidade compilados da literatura por reclassificação de cada classe de solo
presente no mapa pedológico do município.
Na Tabela 14 mostrados os valores de K e T para as respectivas classes
de solo da área de estudo.
� Fator Topográfico (LS)
Este fator engloba dois subfatores da EUPS: comprimento de rampa (L) e
declividade (S). O subfator S é de fácil obtenção, como descrito no inicio deste
item. Já o subfator L não é de obtenção direta, requerendo comandos e etapas
específicas em sua determinação.
Pela aplicação da Equação 3 foi obtido o fator LS. No entanto, antes de
aplicá-la, foi necessária a determinação do mapa de comprimento de rampa (L)
através da Equação 6.
90
L = DH. sen-1(αααα) (6)
onde:
L = mapa de comprimento de rampa (m);
DH = diferença de altitude (m);
α = ângulo de declive da rampa (graus).
TABELA 14 – Classes de solo e respectivos valores de K e T.
Classes de Solo K(t.h.MJ-1.mm-1) T(t. ha-1. ano-1)
Neossolo Litólico 0,0400 7,00
Cambissolo Álico 0,0254 10,85
Argissolo Vermelho-Escuro 0,0400 4,50
Argissolo Vermelho-Amarelo 0,0466 9,06
Argissolo Amarelo 0,4278 3,30
Cambissolo Eutrófico 0,0441 10,85
Latossolo Vermelho-Amarelo 0,0200 11,53
Latossolo Amarelo 0,0150 12,45
Neossolo Flúvico 0,0420 8,00
Gleissolo 0,0044 5,82
Organossolo 0,0310 16,96
Espodossolo 0,3267 7,79
O método utilizado para determinação do mapa L foi o descrito por Rocha
et al. (1995), porém com implementação no software ArcGis 9.0.
Para obtenção do fator DH cruzaram-se os mapas de declividade e aspecto
através da rotina Combine. O cruzamento entre estes dois mapas gerou um
terceiro mapa (mapa de rampas) em que cada polígono representa uma rampa,
com inclinação e direção conhecidas. Em seguida, através da rotina zonalrange,
extraíram-se os dados de diferença de altura do MDE. Utilizou-se o mapa de
rampas como referência. O mesmo procedimento foi utilizado para obtenção do
ângulo de declive das rampas (α), utilizando-se a carta de declividades como
referência.
91
O ângulo α é dado em graus. Para ser aplicado à Equação 6 ele teve de
ser transformado em radianos, extraindo-se o arco tangente do mesmo e
dividindo-o pelo resultado do quociente 180/ Π. Com este valor então foi extraído
o seno de α. De posse dos fatores DH e α e com ajuda da Raster Calculator, foi
aplicada a Equação 6, obtendo-se o mapa L.
� Fator Antrópico (CP)
Este mapa resultou do produto entre os valores de C e P definidos de
acordo com o uso, manejo e presença ou não de práticas conservacionistas. Em
seguida o mapa de uso e cobertura da área foi reclassificado (Reclassify, Spatial
Analyst) para os valores do produto CP para cada classe de uso e cobertura.
O fator P foi reclassificado considerando-se que áreas com algum tipo de
prática conservacionista tivessem valor de P = 0,5 e áreas sem medidas
conservacionistas valor de P = 1,0. Os valores de C adotados estão mostrados na
Tabela 15.
Vale lembrar que foram suprimidos desta análise os corpos d'água e a área
urbana uma vez que a superfície de cada um deles não contribui diretamente na
perda de solo.
Estes valores de C e P foram compilados da literatura.
� Potencial Natural de Erosão (PNE)
O PNE foi definido pelo rearranjo de termos da EUPS, segundo a Equação
4, considerando apenas as propriedades físicas intrínsecas ao solo. O
cruzamento foi realizado na Raster Calculator (Spatial Analyst).
A reclassificação do mapa final foi definida para dados encontrados nesta
pesquisa. Como referência, foi utilizado o trabalho de Jacques (1997).
� Mapa de Influência Antrópica
92
Este mapa resultou do cruzamento entre os mapas de influência antrópica
atual (CPatual) e o de influência antrópica permissível (CPpermissível), determinando
zonas de valores positivos, negativos e iguais a zero. Este cruzamento foi
denominado ∆CP, sendo realizado na Raster Calculator (Spatial Analyst). Para
obtenção da CPpermissível foi aplicada a Equação 5, sendo que os valores de T
(Tabela 14) foram adicionados ao mapa pedológico por reclassificação. O mapa
de CPatual foi o mesmo empregado no desenvolvimento da EUPS – o fator
antrópico.
TABELA 15 – Valores e C e P para este trabalho.
Uso C P* Afloramento de rocha2 0,0001 1,0
Cana1 0,3066 0,5
Cobertura arenosa2 0,0001 1,0
Mata1 0,0120 1,0
Pastagem1 0,0250 1,0
Solo exposto2 1,0000 1,0
Vegetação de restinga2 0,0004 1,0
Área inundável2 0,0001 1,0 1Weill (1999) e 2Kuntschik (1996)
O mapa de Influência Antrópica foi reclassificado segundo Jacques (1997),
em três classes: ∆CP < 0, que indica regiões em que a influência antrópica é
menor do que a tolerada pelo solo; ∆CP = 0 se as áreas onde a influência
antrópica se equivale à suportada e ∆CP > 0 onde ela causa erosão acelerada.
� Mapa de Perda de Solo por Erosão (A)
Uma vez modelados os fatores da EUPS para as características físicas e
antrópicas da área de estudo, eles foram integrados segundo a Equação 1 na
Raster Calculator. Assim, definiu-se o mapa de perda de solo por erosão (A).
93
� Mapa de Risco de Erosão
Resultou do cruzamento entre os mapas de perda de solo (A) e perda
tolerável de solo (T). Posteriormente, foi reclassificado, segundo Cavalieri (1998)
apud Fujihara (2002).
94
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Neste capítulo serão mostrados e discutidos os materiais e produtos
gerados por esta dissertação, os quais são: base de dados, modelo digital de
elevação, cartas de declividade, aspecto, erodibilidade, suscetibilidade à erosão
laminar e potencial à erosão laminar; mapas relativos aos fatores da EUPS:
erosividade, erodibilidade, fator topográfico e antrópico, potencial natural de
erosão (PNE), influência antrópica, perda de solo e risco de erosão.
6.1 Modelo Digital de Elevação (MDE)
O modelo concebido neste trabalho foi obtido pela modelagem TIN.
O município de Campos apresenta variações geomorfológicas que vão
desde escarpas (1800 m) a planícies (de 0 a 5 m de altitude), passando por
colinas e tabuleiros (Apêndice A).
Esta complexidade morfológica trouxe grande dificuldade à confecção do
MDE, principalmente nas áreas onde a elevação é menor que 20 m. Esta
dificuldade adveio do fato de as curvas de nível que foram utilizadas para gerar o
MDE ter eqüidistância vertical de 20 m. Para que houvesse maior detalhamento
do relevo nestas áreas, seria necessário que a eqüidistância vertical fosse de
aproximadamente 1 (um) m ou menos. A maneira de reproduzir a área da baixada
95
foi relacionar as curvas com a massa de pontos cotados da baixada na
elaboração do modelo.
A altitude máxima da extraída do MDE foi de 1800 m, a média de
aproximadamente 856 m e a mínima de 1 m. A classes de elevação que abrange
maior área é a classe de elevação entre 0 e 5 m - 27,11. Mas valores que vão até
20 m de altitude ainda estão divididos nas duas classes seguintes.
Como foi dito, esta complexidade morfológica trouxe dificuldade na
elaboração do modelo. O município apresenta 53,16% de suas terras com
altitudes de até 20 m. Ou seja, mais da metade das terras do município
encontram-se no domínio das planícies. Acima de 1.000 m de altitude
enquadram-se as terras de escarpa, num total de 0,9% apenas. Na forma de
tabuleiros e colinas, com altitudes intermediárias entre 100 e 800 m, estão 8,48%
da área de estudo.
A Figura 30 mostra graficamente a distribuição da elevação na área de
estudo.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Área acumulada (%)
Ele
vaçã
o (m
)
FIGURA 30 – Variação da elevação ao longo da área do município de Campos.
96
Na Figura 30, o eixo vertical traz os valores de elevação e o horizontal a
área acumulada. Por sua análise pode-se constatar que mais de 90% da área
encontra-se com elevação de até 200 m, isto é, o município, na maior parte de
sua área, apresenta relevo no domínio das planícies.
É importante observar que esse processo de transição do modelo lógico
para o físico, além de envolver decisões quanto à relevância de dados para o
modelo, implica a tarefa subjetiva de discretização do mundo real - altamente
complexo. Um dado de entrada errôneo ou mal compartimentado no banco de
dados gera uma cadeia de erros que modifica consideravelmente os produtos
finais (Corrêa, 2003). A área de estudo mostrou-se bastante complexa durante o
processo de modelagem devido a sua imensa área de baixada. Porém, de acordo
com o objetivo proposto inicialmente na pesquisa, a metodologia e base de dados
empregada mostraram-se eficientes.
O tamanho da célula é de grande relevância no processo de modelagem.
Nesta pesquisa foi adotada uma célula de 30 m, valor este, bem próximo à
eqüidistância vertical das curvas de nível empregadas na confecção do modelo
(20 m). É recomendado pela literatura que este valor seja menor ou igual a menor
distância. Uma superfície com célula menor que 30 m no caso desta pesquisa
requereria maior esforço computacional.
Uma maneira eficiente de verificar a acuracidade do modelo gerado é
rebatendo-se a hidrografia ao mesmo. Quando o interpolador está em execução,
ele procura pelos caminhos preferenciais da água, definindo assim onde estão as
calhas dos rios presentes na área. Há interpoladores, como o TOPOGRID, por
exemplo, que delineiam até mesmo os rios intermitentes.
Para visualização tridimensional do MDE foi utilizado o módulo ArcScene
do ArcGis 9.0. Nas Figuras 31 e 32 pode-se visualizar o MDE da área com a
hidrografia rebatida com exagero vertical igual a 2.
A vista da Figura 31 é à noroeste do município. Fica nítida a transição entre
serras (tons de cinza) e morrotes (marrons). Nesta região, a altitude mais elevada
é de 730 m, sendo que a partir de 250 m já começam a se distinguir as serras dos
morrotes.
97
Legenda
Elevação (m)
50 - 65Até 65 m
75 - 85Até 85 m
150 - 200
300 - 500Mais de 500 m
Até 200 m
Legenda
Elevação (m)
50 - 65Até 65 m
75 - 85Até 85 m
150 - 200
300 - 500Mais de 500 m
Legenda
Elevação (m)
50 - 65Até 65 m
75 - 85Até 85 m
150 - 200
Legenda
Elevação (m)
50 - 65Até 65 m
75 - 85Até 85 m
150 - 200
300 - 500Mais de 500 m
Até 200 m
FIGURA 31 (nº 1 no MDE, Apêndice A) – MDE x hidrografia da área na altura do
Morro do Coco.
O ponto de vista da Figura 32 é de um observador indo do centro urbano
de Campos para o extremo norte da área, próximo à divisa com o estado do
Espírito Santo. As gradações da cores alaranjadas para as esverdeadas indicam
a transição entre o tabuleiro e a baixada campista. A elevação média do tabuleiro
está na faixa entre 50 e 65 m. O MDE conseguiu abstrair a morfologia do mesmo
tão apuradamente que é visível a pouca variação nas elevações.
Na Figura 32 nota-se uma transição mais abrupta entre as serras, os
morrotes e as calhas dos rios. Há maior ocorrência de elevações abaixo dos 30 m
em virtude da hidrografia. Esta porção do município faz divisa com o município de
São Francisco do Itabapoana.
98
100 - 150
Legenda
Elevação (m)
30 - 35
35 - 40
Até 35 m
65 - 75Até 75 m
300 - 500
Até 150 m
Acima de 300 m
100 - 150
Legenda
Elevação (m)
30 - 35
35 - 40
Até 35 m30 - 35
35 - 40
Até 35 m
65 - 75Até 75 m
300 - 500
Até 150 m
Acima de 300 m
FIGURA 32 (nº 2 no MDE, Apêndice A) – Visualização 3D da transição entre
serra, colina tabuleiro e baixada campista.
A Figura 33 mostra a Serra do Imbé, onde se localizam as maiores
altitudes do município. No detalhe estão indicados além da Serra do Imbé, a
Lagoa de Cima e trechos do rio Paraíba do Sul, do rio Ururaí e Imbé. Foi adotado
um fatiamento com intervalos menores nas menores elevações nesta figura com o
objetivo de se tentar mostrar mais detalhes da baixada. Porém, como já discutido,
detalhes menores que 20 m de elevação não puderam ser bem modelados devido
à eqüidistância vertical das curvas de nível usadas serem de 20 m. os detalhes
que são notados devem-se à classificação Natural Break Jenks do ArcMap, a qual
reclassifica superfícies estatisticamente segundo o número de descontinuidades
que encontrar.
A visualização em terceira dimensão, entre suas muitas propriedades,
facilita a compreensão da necessidade de se estudar a erosão hídrica e sob quais
aspectos. Observa-se que é direta a relação entre o declive e os processos
erosivos, ainda mais se o solo da encosta for de alta erodibilidade. Observa-se
também que na baixada há deposição dos sedimentos erodidos nas rampas mais
Serra de Santo Edaurdo
Colinas
Tabuleiro
Baixada
99
elevadas. Enfim, a abordagem tridimensional é de aplicabilidade irrestrita e
fundamental ao planejamento ambiental.
150 - 200At 570 m
100 - 150
30 - 35
35 - 40
Até 10 m
Até 130 m
Legenda
Elevação (m)
50 - 65Até 20 m
300 - 500Acima de 1200 m300 - 500Acima de 1200 m
150 - 200At 570 m150 - 200150 - 200At 570 m
100 - 150
30 - 35
35 - 40
Até 10 m30 - 35
35 - 40
Até 10 m
Até 130 m
Legenda
Elevação (m)
50 - 65Até 20 m
300 - 500Acima de 1200 m300 - 500Acima de 1200 m
FIGURA 33 (nº 3 no MDE, Apêndice A) – MDE x hidrografia da área na altura da
Serra do Imbé.
6.2 Análise de Suscetibilidade e Potencial dos Solos à Erosão Laminar
A carta de suscetibilidade à erosão laminar foi obtida pelo cruzamento da
carta de declividades com a de erodibilidade. Já a de potencial à erosão laminar
veio do cruzamento desta com o mapa de uso e cobertura do solo. A seguir serão
discutidos os resultados encontrados em seu desenvolvimento.
6.2.1 Carta de Declividades
Rio Paraíba do Sul
Serra do Imbé
Rio Ururaí
Rio Imbé
100
A declividade é informação básica de topografia utilizada nas metodologias
de identificação de áreas potenciais aos processos de erosão e nos sistemas de
avaliação do planejamento de uso da terra (Fujihara, 2002).
A perda de solo inicia-se no momento em que a formação do solo se dá,
isto é, quando o intemperismo age sobre a rocha-mãe liberando as primeiras
partículas de solo, o transporte e a sedimentação destas são otimizados pelo
declive.
O processo erosivo antrópico também se maximiza em função do declive.
Arrolado a ele, estão as práticas de conservação, uso e manejo do solo. Devido a
isso, as classes de declividade normalmente são subdivididas segundo critérios
de declividade, forma de terreno, altura relativa das elevações, tipo e
comprimento das pendentes com o objetivo principal de fornecer subsídios ao
estabelecimento dos graus de limitação com relação ao emprego de implementos
agrícolas e à suscetibilidade à erosão. É fato que a declividade é diretamente
proporcional à intensidade da enxurrada. Mas na área de estudo ocorre o
contrário, ou seja, predominam as baixas declividades. Isso não minimiza a perda
de solo, principalmente a laminar, uma vez a deflagração do processo não se
deve exclusivamente ao declive.
No caso em estudo, a carta de declividades resultou em quatro classes
(Apêndice B), cujos intervalos foram definidos no item 5. A Tabela 16 mostra a
área do município ocupada por cada classe de declividade.
TABELA 16 – Relação entre as classes de declividade e a área do município.
Declividade (%) Área (%)
0 - 8 75,00
8 – 30 9,26
30 – 60 11,18
> 60 4,56
101
A classe de maior abrangência foi a de 0 a 8% de declive, equivalendo a
75% do total, o que está completamente de acordo com a morfologia da área.
Isso a caracterizou como de domínio plano a suave ondulado.
A classe de 8 a 30% ocorreu na região dos tabuleiros e nas imediações da
Lagoa de Cima, indo até o início da Serra do Imbé, correspondendo a 9,26% das
terras.
A classe de declives entre 30 e 60% foi a de segunda maior ocorrência
(11,18%). Nela está inserido o domínio montanhoso, caracterizados na região
pelas áreas circundantes das escarpas, as quais estão agrupadas na classe de
intervalos de declividade maior que 60% (equivalentes a apenas 4,56% das terras
do município).
6.2.2 Carta de Erodibilidade
Esta carta foi gerada em caráter intermediário, sendo ela usada na
obtenção da carta de suscetibilidade à erosão laminar. Através dela puderam ser
visualizadas as unidades pedológicas da área de estudo. As Classes I, II e III - as
mais erodíveis – englobam os argissolos presentes na área. Os latossolos estão
dispostos na Classe IV de erodibilidade, pois são menos erodíveis que os solos
hidromórficos, presentes na Classe V.
Considerando-se a carta de declividades, a classe I ficou alocada nas
classes de declive de 30-60% e maior que 60%. Nestas áreas, determinam-se os
afloramentos rochosos e, portanto, os solos rasos. As demais classes de
erodibilidade distribuíram-se nas classes de declive restantes.
Na classe I encontram-se os solos cujos valores de erodibilidade são os
mais altos (8,1 a 10,0). O oposto ocorre com a classe V, onde se enquadraram os
solos da baixada campista – relevo plano, com os valores mais baixos de
erodibilidade (0 a 2,0). Em geral estes solos encontram-se na maior parte do ano
encharcados devido ao lençol freático aflorante agindo em conjugado ao relevo
plano. A Figura 34 mostra a situação do neossolo flúvico em época chuvosa.
102
FIGURA 34 – Neossolo flúvico em época de chuva.
Somente o argissolo vermelho-amarelo apresentou características texturais
que o enquadrasse na classe II de erodibilidade - entre 6,1 a 8,0. A classe III já
mostrou certa transição entre os valores de erodibilidade (4,1 e 6,0), sendo que a
unidade pedológica encontrada no município com textura argilosa eu
caracterizasse um argissolo foi o argissolo amarelo.
A classificação dos argissolos nas três primeiras classes de erodibilidade –
as mais altas – está relacionada ao fato de que, em geral, os argissolos são mais
facilmente erodíveis que os latossolos por apresentarem logo abaixo do horizonte
A um horizonte com maior concentração de argilas, o que representa uma
barreira à infiltração das águas. Como conseqüência, o fluxo de água logo abaixo
da superfície, paralela à encosta, e a saturação do horizonte superior favorecem
ao desenvolvimento de enxurradas, tendendo a propiciar maior erosão nos
argissolos.
A alocação do cambissolo eutrófico se deu juntamente com o latossolo na
classe IV por encontrarem-se, na área de estudo, na região de baixada. Ambos
103
apresentam altas quantidades de silte e argila e são solos espessos. Por
comparação, eles são menos erodíveis que os solos das classes I, II e III.
O Apêndice C mostra como ficaram dispostas as classes de solo do
município segundo sua erodibilidade no mapa de erodibilidade de Campos.
6.2.3 Carta de Suscetibilidade dos Solos à Erosão Laminar
Conhecer as propriedades e o comportamento do solo é de suma
importância para se entender sua reação quando o processo erosivo se
desencadeia. Fatores citados e discutidos no Capítulo 3, tais como textura,
estrutura, permeabilidade, densidade, espessura, declive, clima e cobertura
vegetal têm grande peso quando se analisa a suscetibilidade dos solos à erosão.
A carta de suscetibilidade à erosão laminar do município mostrou que as
terras apresentam suscetibilidade variando predominantemente entre baixa e
baixa a não suscetível. Pela Tabela 17 isso pode ser melhor compreendido.
TABELA 17 – Área ocupada por classe de suscetibilidade.
Classes de Suscetibilidade Percentual de área ocupada
Muito alta 8,20 Alta 3,81
Média 13,17 Baixa 38,23
Baixa a não suscetível 36,60
Apenas 8,20 % do total da área apresentaram muito alta suscetibilidade à
erosão laminar. Segundo a definição das classes de capacidade de uso, essas
terras têm problemas complexos de conservação, sendo indicadas para
preservação ou reflorestamento. Em situação similar encontraram-se 3,81% das
terras, as quais foram classificadas como de alta suscetibilidade. São terrenos
também com problemas de conservação, mas parcialmente favoráveis à
104
ocupação por pastagens, sendo mais apropriados para reflorestamento. Ambas
as classes estão situadas nas altitudes mais elevadas do município. Os solos
presentes nelas são cambissolo álico, neossolo litólico e argissolo vermelho-
escuro. Tais solos enquadram-se no nível I de erodibilidade (o mais alto). Quando
combinada com a declividade elevada (entre 30 e 60% e maior que 60%), estas
terras tornam-se facilmente erodíveis.
Analisando-se o mapa de uso e cobertura do solo (Figura 15), observa-se
que nestas aparecem as classes mata e pastagem. A presença de cobertura
vegetal tende a proteger a superfície do solo da ação direta da água da chuva. No
entanto, o uso pastagem indica presença de animais.
Do ponto de vista das propriedades do solo, deve levar em conta que o
neossolo litólico é um solo raso, com horizonte A depositado diretamente sobre a
rocha. O cambissolo álico se caracteriza pela pouca espessura do horizonte B e o
argissolo vermelho-escuro é um solo profundo e com alto gradiente textural,
porém com horizonte A arenoso.
Nos horizontes superiores, uma das características pedológicas mais
importantes do solo em relação ao processo erosional é o gradiente textural, pois
se trata da relação entre teores de areia e argila. Solos rasos são facilmente
transportados pela ação do fluxo das águas do escoamento superficial. Ainda
mais se o horizonte A for arenoso, como é o caso do argissolo, e pouco espesso
como o neossolo. A erosão causada pelo escoamento superficial não é a mesma
em todos os solos. Farias (2005) afirma que os solos arenosos apresentam baixa
capacidade de retenção de água e alta suscetibilidade à erosão. Neles, onde
predominam macroporos, durante uma chuva de baixa intensidade, a água pode
ser toda absorvida, não havendo, portanto, grandes problemas relacionados com
a erosão. Diante de uma chuva de alta intensidade, certamente a camada mais
superficial do solo seria totalmente levada pela enxurrada (Silva et al., 1999).
Em relação a pouca espessura do solo, há que se considerar que as
características do subsolo contribuem para a capacidade de armazenamento da
água. Um solo arenoso superficialmente, com subsolo de textura média, deverá
absorver mais água que esse mesmo solo com um subsolo mais compacto e
105
pouco permeável (op. cit). É fato que a pouca espessura dos solos permite rápida
saturação dos horizontes superiores, favorecendo o desenvolvimento de
enxurradas.
Apenas 13,17% da área apresentaram média suscetibilidade. Essas terras
encontram-se em duas classes de declividade – 8 a 30% e 30 a 60% e na classe
II de erodibilidade. A unidade pedológica presente ali é o argissolo vermelho-
amarelo profundo, relacionado ao embasamento cristalino, o qual apresenta
horizonte B textural formado pela movimentação de argila dos horizontes
superiores para os inferiores, resultando em horizontes superiores ao B com
baixos teores de argila e altos de areia (DSC-UFLA, 2005). Tais características
lhe conferem média resistência à erosão laminar, pois possuem baixa infiltração
de água no horizonte A, mais arenoso, e lenta infiltração hídrica no horizonte B,
bem mais argiloso. Como conseqüência, o excesso de água que não infiltrou ao
longo do perfil escorre na forma de enxurrada (Prado,2006).
Segundo o trabalho de IGEO-UERJ (2005), argissolos com estas
características apresentam moderada susceptibilidade à erosão.
A esta região é destinada ao uso de pastagem. Como anteriormente
comentado, este uso implica na presença de animais, favorecendo o processo
erosivo.
Quase 75% da área de estudo apresentou suscetibilidade entre baixa
(38,23%) e baixa a não suscetível (36,60%). Isso se deve aos tipos de solos e à
topografia predominantemente plana. A erodibilidade classificou-se nos dois
níveis mais baixos – classes IV e V. Os solos por elas abrangidos são cambissolo
eutrófico, latossolo vermelho-amarelo, latossolo amarelo, neossolo flúvico,
gleissolo, organossolo e espodossolo.
O cambissolo eutrófico, como descrito no Capítulo 4, ocupa a baixada
fluvial cujo relevo é aplainado, no baixo curso do rio Paraíba do Sul, onde
sedimentos argilosos espessos foram ali depositados pelo rio. Frente ao processo
erosional, em geral os cambissolos são muito erodíveis se o relevo é
movimentado. Porém, neste caso em que a topografia é aplainada, mostraram-se
pouco erodíveis. A espessura da camada argilosa, como discorrido no Capítulo 3,
106
tem grande participação no incremento do volume de solo levado pelo
escoamento superficial, pois funciona como barreira à infiltração de água,
facilitando a remoção da camada superficial.
Os latossolos normalmente são muito profundos; de elevada
permeabilidade e comumente bem a acentuadamente drenados. A elevada
permeabilidade deste solo pode ser vista como indicador de sua erodibilidade por
estar relacionada com a taxa de infiltração básica e ao escoamento superficial e
este, por sua vez, ao processo erosivo (Ottoni, 2005). Ou seja: sua alta
permeabilidade lhe permite absorver maior quantidade de água do fluxo
superficial, minimizando o arraste de solo pela enxurrada. O conceito de
drenagem também se relaciona, nestes termos, com o de permeabilidade.
Esses solos são constituídos por elevadas quantidades de argila e silte.
Encontram-se hoje quase destituídos de sua vegetação original, sendo utilizados
principalmente com plantios de cana-de-açúcar.
O neossolo presente neste domínio é oriundo de sedimentos aluviais. Em
função do relevo, apresenta profundidade efetiva variada. Em média, porém,
pode-se dizer que é um solo profundo, sendo o fator limitante a presença de
lençol freático, o qual, está sempre bem mais profundo que nos Gleissolos, com
os quais se associam na paisagem. É mostrado na Figura 35 um trecho do
neossolo flúvico. Podem-se observar depósitos de areia. Na Figura 34 o solo
apresenta-se encharcado devido à elevação do lençol freático. Já na Figura 35, a
areia redefine a paisagem como sinal de um solo mais arenoso.
Por fim, o gleissolo e o organossolo, que são solos hidromórficos, muito
mal drenados, com lençol freático aflorante na maior parte do ano. O gleissolo
ocorre em área de várzea. Já o organossolo ocorre nas depressões da planície,
ao longo dos cursos dos rios, resultando em acumulações orgânicas sobre
sedimentos fluviais. O espodossolo dispõe-se em faixas ao longo da costa,
formando os cordões litorâneos; apresentam textura arenosa de origem marinha.
107
FIGURA 35 – Depósitos de areia em um neossolo flúvico.
No Apêndice D está a carta de suscetibilidade à erosão laminar de Campos.
6.2.4 Carta de Potencial à Erosão Laminar
A razão de produção desta carta foi analisar as principais classes de uso
do solo em relação à suscetibilidade à erosão laminar. Assim, foi possível verificar
quais usos têm provocado maior desgaste ao solo.
A Tabela 18 traduz em dados percentuais de área, o risco potencial de
erosão do solo.
Para a classe AR e AI, o potencial erosivo foi dado como nulo por se
tratarem de afloramentos rochosos e áreas de inundação.
Há predominância de baixo risco de erosão devido ao uso pastagem –
73,71% das terras.
Em seguida vêm 23,43% das terras com médio potencial. Parte deste
percentual ocorre em áreas de mata, porém em declividade entre 30 e 60% e
maior que 60%, onde localizam-se os solos rasos e a suscetibilidade enquadra-se
108
nas classes muito alta, alta e média. Outra parte, no entanto, recai em área de
pastagem, com declive entre 8 e 30% e média suscetibilidade.
TABELA 18 – Relação potencial de erosão laminar x área ocupada.
Potencial Área (%)
Alto 1,55
Médio 23,43
Baixo 73,71
Sem potencial 1,31
De pouca significância foi a percentagem das classes de alto potencial
(1,55%) e sem potencial (1,31%).
Em comparação com a carta de suscetibilidade à erosão laminar, onde
12,01% das terras classificam-se como de alta e muito alta suscetibilidade,
somente 1,55 % está classificada como de alto potencial. Isto ocorre por que as
áreas consideradas de alta e muito alta suscetibilidade abrangem vestígios
florestais. As áreas de alto potencial, segundo a carta do Apêndice E, localizam-
se na região perimetral da classe mata, onde tem início a ação antrópica de
desmatamento. De acordo com Corrêa (2003), a cobertura vegetal é a defesa
natural de um terreno contra a erosão. Entre seus principais efeitos, destacam-se
os seguintes: proteção contra o impacto direto das gotas de chuva, dispersão e
quebra da energia das águas de escoamento superficial, aumento da infiltração
pela produção de poros no solo por ação das raízes e aumento da capacidade de
retenção de água pela estruturação do solo por efeito da produção e incorporação
de matéria orgânica.
6.3 Análise da Perda de Solo por Erosão
Esta parte da pesquisa resultou em mapas e tabelas dos números relativos
à perda de solo por erosão laminar no município. Foram analisadas as taxas de
109
perda de solo, a tolerância das terras à ação antrópica e o potencial natural do
solo em sofrer erosão sem se considerar os fatores uso e manejo.
6.3.1 Cartas de Declividades e Aspecto
A carta de declividades para aplicação da EUPS produziu o ângulo de
inclinação das faces de declividade. O que a diferiu da gerada para análise da
suscetibilidade à erosão laminar foi basicamente o número de classes e a
abrangência dos intervalos, que foram do total de quatro (0-8%, 8-30%, 30-60% e
maior que 60%) para seis (0-3%, 3-8%, 8-15%, 15-30%, 30-60% e maior que
60%). O conteúdo da tabela de atributos foi o quesito mais importante entre
ambas. É nela que estão alocados os valores das declividades que foram usados
no cruzamento dos mapas. Portanto, o fato de ter havido pouca diferenciação
entre os intervalos de classes nada tem a ver com a qualidade do produto final.
O mapa de aspecto mostrou a direção de inclinação das faces de
declividade. Nas regiões de maior elevação, as rampas ficaram caracterizadas
por pequenos triângulos gerados pelo interpolador. Na região de baixada, os
triângulos ficaram mais espaçados devido à pequena ou nenhuma variação no
declive.
Ambas as cartas assumiram caráter intermediário no desenvolvimento do
trabalho, pois atuaram indiretamente na geração dos produtos finais.
6.3.2 Fator Erosividade da Chuva (R)
O mapa produzido para espacialização do Fator R pode ser visto no
Apêndice F. Na Tabela 19 são mostrados os valores de precipitação média anual
e erosividade para cada estação considerada em sua elaboração.
Devido à dimensão da área de estudo, o fator R teve de ser medido a partir
de dados pluviométricos de estações situadas fora de seus limites. Dentro de
110
Campos existiam registros apenas da estação do campo experimental da
PESAGRO, ou seja, 12 estações do total de 13 situam-se fora da área de estudo.
Pela Tabela 19 a localidade de Leitão da Cunha apresentou o maior índice
pluviométrico da região (1.476,75 mm/ano), com uma erosividade de 7307,98
MJ.mm.h-1.há-1.ano-1, sendo São Francisco de Paula a menos chuvosa (748,83
mm/ano), com erosividade de 4249,28 MJ.mm.h-1.há-1.ano-1.
Pelo mapa, chove mais a norte, noroeste e sudeste do município, com
valor médio de erosividade igual a 6410 MJ.mm.h-1.há-1.ano-1. Porém, a maior
parte do município apresentou erosividade média de 5757 MJ.mm.h-1.há-1.ano-1.
TABELA 19 – Valores de R obtidos para o município de Campos.
Estação Precipitação Média (mm/ano) EI30 (MJ.mm/h.ha.ano)
Itaocara 1030,60 5996,07
Itaperuna 894,40 4290,95
Leitão da Cunha 1476,75 7307,98
Mimoso do Sul 1371,95 7222,18
Macabuzinho 1192,01 5856,27
Ponte do Itabapoana 1159,27 6375,3
Campus UFRRJ 873,25 4406,14
Usina de Quissamã 902,24 4445,17
Rio Novo_Guanadi 1374,97 7166,84
São Fidélis - PCD 955,83 5542,9
São Francisco de Paula 748,83 4249,28
Cardoso Moreira 1378,40 7191,8
Fazenda das Flecheiras 1170,98 6438,03
O núcleo de menor precipitação partiu da região central da área de estudo,
com 894 mm, atingindo a Lagoa Feia com os valores mais elevados, cerca de
1.400 mm. A partir do centro do município, os totais anuais aumentaram tanto
para o norte como para o noroeste e ao longo da faixa costeira. O incremento na
direção sul é rápido em razão da influência do relevo. A região litorânea
apresentou totais anuais na faixa dos 1.200 mm, crescendo até o valor máximo de
1430 mm.
111
6.3.3 Fator Erodibilidade (K)
Os solos da área de estudo distribuem-se uniformemente. O mapa do fator
K (Apêndice G) mostrou o argissolo amarelo como o mais erodível, com fator K
igual a 0,4278 t.h.MJ-1.mm-1 e o gleissolo, com fator K equivalente a 0,0044
t.h.MJ-1.mm-1, como o que menos erode.
Os valores K foram compilados da literatura e aplicados aos solos de
Campos. Em sua totalidade, os valores foram definidos para os solos do estado
de São Paulo. Avaliações experimentais do valor do fator K, conforme as normas
estabelecidas pela Equação Universal de Perda de Solo, além de demandarem
excessivos gastos também exigem muito tempo em suas determinações, uma vez
que trabalham com o processo direto da causa e efeito, que é o fenômeno da
erosão do solo (Mannigel et al., 2002).
Tal premissa justifica o método adotado nesta pesquisa para definição de K
e simultaneamente incentiva sua determinação para os solos de Campos, uma
vez que as condições de clima, temperatura, etc, são distintas.
A distribuição do solo segundo sua erodibilidade diz muito sobre a área de
estudo. Sparovek (1998) ao diagnosticar o uso e aptidão das terras agrícolas do
município de Piracicaba estudando 47 microbacias, concluíram que a alta
ocorrência do podzólico vermelho-amarelo, cerca de 41,6% do total da área,
tornaram a área estudada altamente suscetível à erosão. Na Tabela 20
encontram-se os valores de erodibilidade dos solos de Campos e sua ocorrência
em área relativa. Do total dos solos, 21,66% são de argissolo vermelho amarelo,
com fator K igual a 0,04660 t.h.MJ-1.mm-1. A segunda maior ocorrência é de
neossolo flúvico, cujo fator K é 0,0420 t.h.MJ-1.mm-1. No entanto, o argissolo
amarelo foi o que apresentou o maior valor de erodibilidade (0,4278 t.h.MJ-1.mm-
1).
Os quatro solos menos erodíveis são espodossolo, gleissolo, organossolo
e neossolo flúvico, correspondendo a 29,06% da área total. Nos outro extremo,
estão os argissolos, o neossolo litólico e o cambissolo álico com os maiores
valores de erodibilidade equivalendo a 44,86% das terras. Correspondendo a
112
26,08% da área e com erodibilidade intermediária estão os latossolos e o
cambissolo eutrófico. Por este prisma, a área apresentou-se altamente erodível.
TABELA 20 - Erodibilidade dos solos e sua ocorrência em áreas relativas.
Solo K (t.h.MJ-1.mm-1) Área (ha) Área Relativa(%)
Argissolo Amarelo 0,4278 40.197 10,99
Argissolo Vermelho Amarelo 0,0466 79.445 21,66
Argissolo Vermelho Escuro 0,0400 20.034 5,50
Cambissolo Álico 0,0254 16.534 4,55
Cambissolo Eutrófico 0,0441 34.425 9,42
Espodossolo 0,3267 7.750 2,16
Gleissolo 0,0044 37.536 10,26
Latossolo Amarelo 0,0150 15.294 4,21
Latossolo Vermelho
Amarelo 0,0200 45.586 12,45
Neossolo Flúvico 0,0420 48.657 13,29
Neossolo Litólico 0,0368 7.765 2,16
Organossolo 0,0310 12.125 3,35
6.3.4 Fator Topográfico (LS)
Este é o fator da EUPS de mais difícil definição. Sua obtenção não é direta.
Depende de dois mapas intermediários: o de rampas e o de declividades.
A distribuição do comprimento de rampa não ocorreu de forma gradual
apesar da grande amplitude de variação, entre 0 e 1.600 m.
Na baixada campista a predominância se deu no intervalo entre 150 e 250
m, o equivalente a 100.051 ha, que em área relativa dá 27,39%. Já no tabuleiro e
ao pé da serra do Imbé as rampas foram iguais ou maiores que 1600 m, cerca de
147.550 há (40,39% da área), o maior percentual relativo.
113
Na baixada, a superfície do terreno é predominantemente plana, não
havendo quase nenhuma caracterização de rampas. Nas serras e no tabuleiro, as
curvaturas da superfície côncava em alguns pontos e convexa em outros fez
aumentar o comprimento da encosta. Por isso, mesmo sendo a área
predominantemente plana, as maiores rampas estão nas encostas e não na
baixada.
Na serra do Imbé e nas elevações da região de Morro do Coco definiram-
se rampas de 1.500 a 1.600 m, num total de 28.841 ha (7,89%), como mostrado
na Tabela 21.
O mapa do fator LS (Apêndice H) revelou que grandes comprimentos de
rampa em declividades elevadas resultaram em altos valores de LS. Isso indica
que ela é mais sensível à variação da declividade do que a variação do
comprimento de rampa (Fujihara, 2002). Considerando que na equação os
valores da variável comprimento de rampa diminuem ao serem elevados a um
expoente menor que a unidade enquanto os valores da variável declividade
aumentam porque seu expoente á 18% maior que a unidade, a forma da
declividade é mais preservada que a do comprimento de rampa (Jacques, 1997).
Logo, as rampas situadas nos maiores declives apresentaram fator LS maior.
Na região de Campos é comum encontrarmos extensas áreas com relevo
de colinas amplas, cuja declividade é baixa, mas com comprimentos de rampa
longos. Era de se esperar este comportamento do mapa LS: rampas com valores
mínimos no relevo de planície, valores intermediários no tabuleiro e no sentido da
Lagoa Feia até o pé da Serra do Imbé e valores máximos nas escarpas e
morrotes.
O comprimento de rampa provoca alta sensibilidade no modelo EUPS.
Como exemplo disso pode ser citada a interessante experiência realizada por
Weill (1999) para 'quantificar' a influência do fator LS na perda de solo da bacia do
Ceveiro-SP. A autora fixou os outros valores da EUPS e determinou a perda de
solo para valores de LS que ela classificou como LSmínimo e LSmáximo. A perda
calculada considerando o LSmínimo foi de 0,64 Mg.ha-1.ano-1 e com LSmáximo de
114
163,71 Mg.ha-1.ano-1, o que deu uma relação entre perdas mínima e máxima de
1:254, isto é, as perdas de até 254 vezes maiores que o valor mínimo.
TABELA 21 – Relação do fator LS com a superfície da área de estudo.
Rampas Área (ha) Área (%)
0 -150 17.476 4,78
150 – 250 100.051 27,39
250 – 1.000 26.382 7,22
1.000 – 1.300 4.310 1,18
1.300 – 1.360 34.822 9,53
1.360 – 1.400 3.484 0,95
1.400 – 1.500 2.433 0,67
1.500 – 1.550 16.810 4,60
1.550 – 1.600 12.031 3,29
> 1600 147.550 40,39
O efeito da variação do fator LS sobre as taxas de perda de solo são mais
acentuados que a variação dos outros fatores, até mesmo o fator K, pois se o solo
é muito erodível mas situa-se na paisagem em declive suave, a perda por erosão
será menor do que se ele estivesse em declive acentuado.
6.3.5 Fator Antrópico (CP)
Este mapa teve a finalidade de mostrar as áreas do município mais sujeitas
à ação antrópica. Os dois fatores foram considerados juntos, pois são tratados
individualmente somente quando se buscam formas mais adequadas de produção
agrícola conservacionista (Paranhos Filho et. al. 2003).
Na Tabela 15 podem ser vistos os valores de C e P individualizados
compilados da literatura. Já na Tabela 22 são mostrados os valores de CP
empregados na elaboração do mapa do fator CP (Apêndice I).
115
Em termos percentuais, a o maior valor de CP (0,1533) ocorreu em 18,51%
da área, cujo uso é destinado ao cultivo de cana. Nesta área, foi aplicado fator P
igual a 0,5 considerando que há alguma medida conservacionista no cultivo da
cana. Os menores valores de CP foram 0,0001, adotados para afloramentos
rochosos, área inundável e cobertura arenosa, correspondendo a 1,14% das
terras. No entanto, 69,92% da área (255.457 ha) apresentaram CP iguala a
0,0250 correspondente ao uso pastagem.
TABELA 22 – Fator antrópico (valor CP).
Uso Fator CP Área (ha) Área relativa (%)
AF, AI e CA* 0,0001 4.167 1,14 Cana 0,1533 67.639 18,51 Mata 0,0120 25.445 6,96
Pastagem 0,0250 255.457 69,92 Solo exposto 1,0000 8.920 2,44
Vegetação de restinga 0,0004 3.720 1,02 *AF = afloramento rochoso, AI = área inundável e CA = cobertura arenosa.
A falta de práticas conservacionistas em toda a área exceto no uso cana,
tendem a aumentar a intensificar a erosão uma vez que deixa a superfície do solo
exposta à ação erosiva natural e/ou antrópica. Nestas classes, a única proteção
que o solo terá será por conta do porte da cobertura. Na classe cana, o emprego
de práticas conservacionista minimizou o impacto da erosão em 50% e nas outras
classes, como não houve nenhuma prática aplicada, a erosão teve ação máxima.
6.3.6 Potencial Natural de Erosão (PNE)
O PNE (Apêndice J) resultou da modelagem do processo erosivo, não
considerando a ação antrópica, e da combinação dos fatores erosividade,
erodibilidade, comprimento de rampa e declividade.
116
A Tabela 23 mostra que a distribuição do PNE no município de Campos se
deu em sete níveis crescentes de intensidade. O nível mais fraco foi o de número
um, com potencial erosivo natural menor que 100 t. ha-1, relativo a 9,79% (35.770
ha) do total da área e ocorrência em torno da Lagoa Feia, do rio Paraíba do Sul,
ao sopé da Serra do Imbé e em parcelas de gleissolo e espodossolo, os quais
estão associados às declividades do intervalo entre 0 e 3%.
TABELA 23 – Níveis e intensidade do PNE, classificação e área relativa de
ocorrência.
Nível PNE (t.ha-1) Classificação Área relativa (%) Área (ha)
1 < 100 Muito fraco 9,79 35.770 2 100 – 500 Fraco 32,35 118.186 3 500 – 1.000 Moderado 11,52 42.080 4 1.000 – 5.000 Moderado a forte 24,68 90.177 5 5.000 – 10.000 Forte 12,94 47.272 6 10.000 – 20.000 Muito forte 4,35 15.908 7 > 20.000 Extremamente forte 4,37 15.955
A erodibilidade destes solos foi de 0,0044 t.h.MJ-1.mm-1 e 0,3267 t.h.MJ-
1.mm-1 e a erosividade foi de 5.757 MJ.mm.h-1.ha-1.ano-1 nas proximidades da
Serra do Imbé, aumentando no sentido da Lagoa Feia para o litoral para 7.190
MJ.mm.h-1.ha-1.ano-1.
O nível sete, o máximo, correspondeu a apenas 4,37% da área (15.955 ha)
e foi classificado como extremo. Com potencial maior que 20.000 t. ha-1, essas
áreas apareceram principalmente nas declividades entre 30 e 60% e maior que
60%, onde predominam o neossolo litólico e o argissolo vermelho escuro, com
erodibilidade de 0,0368 MJ.mm.h-1.ha-1.ano-1 e 0,0400 MJ.mm.h-1.ha-1.ano-1,
respectivamente e erosividade média de 5.757 MJ.mm.h-1.ha-1.ano-1.
O nível de maior freqüência na área de estudo é o dois, classificado como
fraco. Com PNE médio de 200 t. ha-1, correspondeu a 32,35% das terras ou
118.186 ha. Ocorreu na área central do município, onde estão presentes o
117
latossolo amarelo, o cambissolo eutrófico, o neossolo flúvico, o organossolo e o
latossolo vermelho amarelo. A erodibilidade ficou no intervalo entre 0,0150 t.h.MJ-
1.mm-1 e 0,0441 t.h.MJ-1.mm-1, a erosividade entre 4.480 e 5.757 MJ.mm.h-11.ha-
1.ano-1 e o declive na faixa de 3% a 8%.
É importante observar que a análise do potencial erosivo sob as vistas do
PNE simula qual seria a perda de solo em condições extremas, isto é, a superfície
do solo totalmente nua, sem qualquer tipo de cobertura e com ausência de
práticas de conservação. De acordo com a definição dos fatores da EUPS, estas
condições determinam perdas máximas de solo. Desse modo, a área de estudo
em relação à maior incidência de PNE, a classe dois, está em situação estável,
pois o índice de perda é fraco e seu domínio é na planície aluvial que, por
premissa, é área de deposição e não de erosão.
Para comparar os resultados encontrados de PNE para o município de
Campos, estão agrupados na Tabela 24 valores de PNE e suas respectivas
classificações encontradas a literatura.
Analisando os resultados encontrados para o PNE sob outro ponto de vista,
foi feita análise da tabulação cruzada dos níveis de PNE contra os fatores da
EUPS que lhe deram origem. Colocando os solos em ordem decrescente de
erodibilidade (Tabela 25), observou-se que somente sofreram perdas máximas os
argissolos amarelo (AA), vermelho amarelo (AVA) e vermelho escuro (AVE),
cambissolo álico (CA) e eutrófico (CE), latossolo vermelho amarelo (LVA) e os
neossolos flúvico (NF) litólico (NL), sendo que dentre estes o argissolo amarelo foi
o teve a maior perda máxima. O cambissolo eutrófico e neossolo litólico não
tiveram perdas máximas significativas. O gleissolo (G) sofreu a maior perda no
nível mínimo de PNE. No entanto o argissolo vermelho amarelo (AVA) não sofreu
perda mínima, sofrendo em todos os níveis a partir do nível 2 e representando a
classe de erodibilidade com maior influência sobre o PNE. O nível 2 foi o que
contribuiu com as moreis perdas, enquanto o argissolo vermelho amarelo (AVA),
como descrito, mostrou-se mais sensível na determinação do PNE.
118
TABELA 24 – Valores de PNE encontrados na literatura e sua comparação com
os determinados nesta pesquisa.
Nº de classes PNE (t. ha-1) Classificação Referência
1 <1 Muito baixo
2 1 ≤ PNE < 100 Baixo
3 100 ≤ PNE < 1.000 Médio
4 1.000 ≤ PNE < 3.000 Alto
5 3.000 ≤ PNE < 4.600 Muito alto
Jacques (1997)
1 0 ≤ PNE < 100 Fraco
2 100 ≤ PNE < 300 Moderado
3 300 ≤ PNE < 900 Moderado-forte
4 900 ≤ PNE < 10.500 Forte
Pinto (1991)
1 0 ≤ PNE < 450 Baixo
2 450 ≤ PNE < 900 Médio
3 PNE > 900 Alto
Bacellar (1994)
1 100 < PNE Muito fraco
2 100 ≤ PNE < 500 Fraco
3 500 ≤ PNE < 1.000 Fraco-moderado
4 1.000 ≤ PNE < 5.000 Moderado
5 5.000 ≤ PNE < 10.000 Forte
6 10.000 ≤ PNE < 20.000 Muito forte
7 PNE > 20.000 Extremo
Esta pesquisa
A análise do PNE contra a erosividade (Tabela 26) revelou que perda
máxima ocorreu em função do fator R na faixa 3. No entanto, este intervalo sofreu
perda em todos os níveis de PNE. Vale lembrar que o R médio adotado para a
maior parte do município foi de 5.757 MJ.mm.ha-1.h-1. O nível 2 do PNE mais foi o
que mais contribuiu para o total de perdas.
119
TABELA 25 – Tabulação cruzada entre PNE e fator K em número de pixels.
Níveis de PNE (t. ha-1) Solo 1 2 3 4 5 6 7
Total
AA 939 1726 62 363 3.090 E 316 53 369
AVA 213 1432 3193 720 329 88 5.975 CE 2157 283 154 2 2 1 2.599 NF 2830 650 186 6 3 1 3.676
AVE 1 185 268 383 431 243 1.511 NL 29 58 64 178 270 599 O 606 300 14 1 921
CA 2 28 112 563 324 186 41 1.256 LVA 37 1926 61 1059 272 64 16 3.435 LA 228 822 93 18 1 1.162 G 2420 295 16 6 2.737 2.687 8.878 3.161 6.774 3.551 1.256 1.023
TABELA 26 – Tabulação cruzada entre PNE e fator R.
Níveis de PNE (t. ha-1) Faixa
R (MJ.mm.ha-1.h-1) 1 2 3 4 5 6 7
Total
1 4.480 – 4.760 118 11 57 186 2 4.760 – 5.720 1551 279 288 399 21 64 2.602 3 5.720 – 6.240 1840 6681 2861 5621 2918 1036 908 21.865 4 6.240 – 6.760 579 451 10 797 234 138 51 2.260 5 6.760 – 7.040 180 70 11 261 6 7.040 – 7.190 88 7 95 2.687 8.878 3.161 6.774 3.551 1.195 1.023
Finalmente analisando o PNE contra fator LS (Tabela 27) foi possível
constatar que rampas da classe 2 sofreram perdas de solo em todos os níveis de
PNE. Já o fator LS da classe 4 sofreu perdas intermediárias, isto é, nos níveis 3, 4
e 5 de PNE. Em contrapartida, as classes 7, 8, 9 e 10 só perderam nos dois níveis
mais altos, o 6 e o 7.
120
TABELA 27 - Tabulação cruzada entre PNE e fator LS
Nível de PNE (t. ha-1) Classe LS 1 2 3 4 5 6 7
Total
1 0,72 – 0,87 2277 5814 1255 9.346 2 0,88 – 3,8 410 3062 3145 4306 1779 1 307 13.010 3 3,9 – 11 2 209 68 4 283 4 12 – 17 16 992 1089 42 2.139 5 18 – 24 7 202 287 2 498 6 25 – 49 4 412 657 6 1.079 7 50 – 58 1 73 120 194 8 59 – 110 1 177 366 544 9 120 - 130 159 159
10 140 - 210 18 18 2.687 8.878 3.161 6.774 3.551 1.195 1.024
6.3.7 Influência Antrópica
Este mapa (Apêndice K) revelou que, em termos de perda de solo, os
valores relativos às três classes de influência antrópica (Tabela 28) são: 67,69%
das terras do município sofreram influência antrópica maior do que o solo pode
suportar. Isso correspondeu a 273.248 ha da superfície do solo perdidos em
função somente da ação humana, ou seja, sem se considerar as propriedades
intrínsecas ao solo no processo erosivo. Menos da metade deste valor (30,62%)
encontrou-se em situação de perda menor que a tolerada pelo solo e um valor
infinitamente pequeno se comparado às outras duas classes classificou-se em
situação de equilíbrio entre perdas e ganhos de solo. Este valor não aparece no
mapa devido a sua dimensão em relação ao todo.
Por esta análise exploratória definiu-se que, em função do fator LS, os
níveis de PNE predominantes foram fraco e moderado.
A Tabela 28 permite ainda inferir sobre o uso atual dado ao solo em função
do uso permissível, isto é, 67,69% das terras precisam ter seu uso alterado
enquanto 30,62% delas podem continuar mantendo seu uso e manejo. Mas o uso
das terras equivalente aos 1,69% que se equilibram entre perdas e ganhos de
121
massa de solo devem ser monitorados para que não se somem à classe de
perdas irreversíveis.
TABELA 28 – Classes de influência antrópica em percentual de área ocupada e
área real ocupada.
Classe Influência Antrópica Área (ha) Área relativa (%)
1 Menor que a tolerada 123.618 30,62 2 Igual a tolerada 6.834 1,69 3 Maior que a tolerada 273.248 67,69
A classe 1 tem sua maior ocorrência na planície aluvial, indo até ao sopé
da Serra do Imbé. Nestas áreas, o uso atual é predominantemente de pastagens.
Para a classe 3 há duas considerações importantes. O primeiro é a respeito do
uso mata, o qual ocorre em maior proporção na Serra do Imbé e trata-se de um
vestígio florestal. Como ela vem sofrendo erosão acelerada, sua destruição
acarretará em altos índices de erosão devido ao declive em que se encontra além
de expor os corpos hídricos e principalmente nascentes ao assoreamento. A
segunda consideração é quanto ao uso cana, que é predominante no tabuleiro e
no entorno da área urbana. O problema consiste em que todo o sedimento
produzido pela ocupação agrícola tende a escoar para a planície. Ainda há a
questão da expansão urbana, que sempre movimenta grandes massas de solo.
É importante ainda lembrar o tipo de solo em que cada classe está
alocada. Na classe 1 estão o neossolo flúvico, gleissolo, espodossolo,
organossolo e latossolo vermelho amarelo. Na 3 apresentam-se solos mais
erodíveis como argissolo vermelho escuro, amarelo e vermelho amarelo, latossolo
amarelo, cambissolo álico e neossolo litólico.
122
Quanto ao fator topográfico, a classe 1 possui as menores rampas, as
quais vão desde 0,72 até 3,8 e na classe 3 as rampas começam em 3,8, saltam
para 24 e vão até o valor máximo, que é 210.
6.3.8 Perda de Solo
A quantificação da perda anual de solo no município de Campos segue o
padrão mostrado no Apêndice L. Ela traduz o resultado da aplicação da Equação
Universal de Perda de Solo (Equação 1).
Observou-se que 37,59% da área apresentaram perdas de solo entre 10 e
50 t.ano-1, o que caracterizou a perda de solo no município como
predominantemente baixa a moderada e equivaleu a 137.321 ha. É possível
visualizar no Apêndice L que a distribuição espacial desta classe foi bastante
contínua. Notou-se também que as classes de perdas moderada a forte (100 a
500 t.ano-1) e baixa (1 a 10 t.ano-1) mostram-se espacialmente representativas,
com 18,28% e 16,50% de área relativa cada uma, correspondendo a 66.779 ha e
60.265 ha.
As perdas de solo classificadas como forte, muito forte e extrema embora
pouco representativas, somaram apenas 6,20% do total da área relativa (22.635
ha), e, pela Tabela 29, apresentaram perdas entre 500 t.ano-1 até maiores que
5.000 t.ano-1.
TABELA 29 – Perda anual de solo em Campos.
Classes Perda de Solo (t.ano-1) Área (%) Área (ha)
Muito baixa < 1 10,12 36.977
Baixa 1 – 10 16,50 60.265
Baixa a moderada 10 – 50 37,59 137.321
Moderada 50 – 100 11,32 41.370
Moderada a forte 100 – 500 18,28 66.779
Forte 500 – 1.000 2,27 8.285
Muito forte 1.000 – 5.000 3,65 13.343
Extrema > 5.000 0,28 1.007
123
O mapa de perda de solo foi reclassificado em 8 intervalos de valores
definidos para esta pesquisa e vistos na Tabela 30. Como base, foram tomados
os trabalhos de Jacques (1997), Brito et al. (1998) e Alves (2005).
TABELA 30 – Valores comparativos de perda de solo.
Nº de classes A (t. ano-1) Classificação Referência
1 1 ≤ A < 5 Muito baixa
2 5 ≤ A < 100 Baixa
3 100 ≤ A< 1.000 Média
4 1.000 ≤ A < 3.000 Alta
5 3.000 ≤ A < 4.600 Muito alta
Jacques (1997)
1 A < 2 Fraco
2 2 < A < 12 Moderado
3 A > 12 Moderado-forte
Brito et al.
(1998)
1 0 < A < 1 -
2 1 < A < 5 -
3 5 < A < 10 -
4 10 < A < 20 -
5 A > 20 -
Alves (2000)
1 1 < A Muito baixa
2 1 ≤ A < 10 Baixa
3 10 ≤ A < 50 Baixa a moderada
4 50 ≤ A < 100 Moderada
5 100 ≤ A < 500 Moderada a forte
6 500 ≤ A < 1.000 Forte
7 1.000 ≤ A < 5.000 Muito forte
8 A > 5.000 Extrema
Esta pesquisa
124
6.3.9 Risco de Erosão
O risco de erosão aqui determinado considerou a relação entre a perda de
solo atual para o município e o perda máxima tolerada.
Conforme a Apêndice M e as Tabelas 31 e 32, a perda de solo em Campos
encontra-se dentro do limite tolerável pelo solo, pois 33,84% das terras ocupadas,
o equivalente a 123.618 ha estão classificadas na classe 1. No entanto 28,89%
(105.540 ha) do município está perdendo solo a uma taxa entre 2 a 5 vezes maior
que a capacidade de renovação do solo, seguido de 25.95% em situação ainda
pior, isto é, uma área de 94.797 ha apresentou perda de solo maior que 10 vezes
acima do limite tolerável.
TABELA 31 – Valores de perda de solo tolerável para a área de estudo.
Classe Classe de risco de erosão Valor de risco de erosão
1 Perda de solo tolerável 0,0 a 1,0
2 Perda de 1 a 2 vezes acima do limite tolerável 1,0 a 2,0
3 Perda de 2 a 5 vezes acima do limite tolerável 2,0 a 5,0
4 Perda de 5 a 10 vezes acima do limite tolerável 5,0 a 10,0
5 Perda > que 10 vezes acima do limite tolerável > 10,0
TABELA 32 – Área relativa e ocupada pelas classes de risco de erosão.
Classe Área (ha) Área (%)
1 123.618 33,84
2 10.216 2,80
3 105.540 28,89
4 31.177 8,53
5 94.797 25,95
125
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
O presente trabalho gerou um banco de dados digital, para o Município de
Campos, de grande importância, pois os resultados aqui obtidos podem ser
usados, para uma melhor gestão do município, em especial no seu plano diretor.
O primeiro produto gerado foi o modelo digital de elevação o qual
representou com fidelidade o relevo da região, que apresenta variações
geomorfológicas que vão desde escarpas a planícies, passando por colinas e
tabuleiros. A precisão do modelo foi extremamente importante por que a partir
dele foram elaboradas as de cartas de declividade e aspecto sem as quais não
seria possível alcançar os objetivos propostos.
O modelo digital ainda permite muitas outras aplicações que não foram
exploradas neste trabalho. No entanto ele pode ser melhorado com a inserção de
mais pontos cotados na região da baixada.
Com relação à suscetibilidade à erosão laminar, observou-se o predomínio
das classes de suscetibilidade baixa e baixa a não suscetível, o que foi
determinado principalmente pelos tipos de solos (cambissolo eutrófico, latossolo
vermelho-amarelo, latossolo amarelo, neossolo flúvico, gleissolo, organossolo e
espodossolo) e pela topografia predominantemente plana da região. Recomenda-
se que nos 25% de terras classificadas como de média, alta e muito alta
suscetibilidade sejam observados seus usos, principalmente com relação à ação
126
antrópica, e preservadas a suas coberturas, uma vez que elas se encontram em
declives mais elevados e sobre solos mais erodíveis.
Quanto ao risco potencial de erosão, o município apresentou
predominantemente baixo potencial à erosão laminar onde ocorrem usos
pastagem e área agrícola, devido à combinação da erodibilidade e da declividade,
que geram uma baixa suscetibilidade. Na região da Serra do Imbé, a
suscetibilidade varia de alta a muito alta, porém o risco potencial foi
predominantemente médio devido à presença da classe mata. Esta é uma área
de preservação ambiental, o Parque do Desengano onde ocorre a Serra do Imbé.
A presença de mata e a ação antrópica muito reduzida propiciaram a
queda do potencial erosivo nesta região da Serra do Imbé, confirmando a
hipótese de que a cobertura retém o fluxo d'água, aumenta e infiltração e diminui
o escoamento superficial.
Através da análise de perda de solo por erosão aplicando-se a EUPS foi
determinado que o potencial natural de erosão (PNE) do município teve dois
níveis de maior abrangência: um com maior potencial, que apresentou uma perda
de 1.000 a 5.000 t. ha-1, classificado como forte a moderado e um de menor
potencial, que apresentou perda de 100 a 500 t. ha-1, sendo classificado como
fraco. O potencial mais fraco ocorreu nas áreas de menor declividade, em rampas
menores, onde os solos foram menos erodíveis e o regime de chuvas foi mais
brando que na área de ocorrência do potencial mais acentuado, o qual se
apresentou nas regiões serranas e colinosas. Nestas áreas recomenda-se maior
critério na escolha do uso, pois a análise do potencial erosivo sob as vistas do
PNE simula qual seria a perda de solo em condições extremas, isto é, a superfície
do solo totalmente nua, sem qualquer tipo de cobertura e com ausência de
práticas de conservação. De acordo com a definição dos fatores da EUSP, estas
condições determinam perdas máximas de solo.
127
O risco de erosão e a influência antrópica mapeados revelaram uma
situação preocupante. Quase 34% do município apresentaram risco de erosão
dentro do limite de perda de solo tolerável. Porém, quase 26% das terras
apresentaram risco 10 vezes acima do tolerável e aproximadamente 29%
apresentaram risco de erosão entre 2 a 5 vezes acima do limite tolerado. O
agrupamento das duas classes de risco mais significativo indicou que 55% das
terras do município apresentaram risco de erosão maior que o tolerado pelo solo,
que foi o resultado obtido pela análise da influência antrópica.
O homem e suas ações são responsáveis pelo equilibro entre perdas de
solo por erosão e sua compensação pela taxa de formação do solo. Recomenda-
se que o manuseio do solo na área de estudo quanto aos usos cana e pastagem
seja remodelado afim de que se mantenha um elevado nível de produtividade
economicamente viável.
E finalmente a perda de solo no município de Campos, que variou entre
baixa à moderada-forte, correspondendo ao intervalo de perdas de 10 t. ano-1 até
500 t. ano-1. Estes valores ocorreram na área do tabuleiro onde há cultivo de
cana, a região da Serra do Imbé e nas áreas de colina, em áreas de pastagem.
Como o trabalho de quantificação de perda de solo por aplicação da EUPS
teve caráter inédito na área de estudo, as dificuldades na obtenção dos planos de
informação básicos foram muitas. Em todo o município só existe uma estação
meteorológica de medição das chuvas incidentes, que é a do Campus da UFRRJ.
Devido a isso o fator R teve de ser determinado considerando as estações além
dos limites do município como base. O fator K foi compilado da literatura por que
a área de estudos, mesmo com toda sua extensão e diversidade de solos, não
possui um banco de dados sobre a erodibilidade de seus solos. Recomenda-se
que sejam feitos ensaios de campo e laboratório para sua determinação.
128
O presente trabalho analisou a erosão laminar dos solos do município de
Campos dos Goytacazes sob duas óticas: a qualitativa e a quantitativa. Os
resultados encontrados nem sempre se correlacionaram tendo em vista a
diferença na abordagem metodológica de ambas as linhas. Entretanto, ao estudar
seus resultados, ainda que independentemente, foi possível inferir a cerca dos
processos antrópicos e naturais que vêm causando erosão na região estudada.
Pouca atenção tem sido dada ao uso do solo na produção de cana no
sentido da ausência de práticas conservacionistas. As perdas de solo e a
suscetibilidade das terras na área de produção de cana não foram mais
acentuadas devido ao declive suave.
129
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ANEXO 01
CLASSES DE CAPACIDADE DE USO DO SOLO
(Fonte: Bertoni & Lombardi Neto, 1990)
A classificação convencional aceita universalmente, abrange oito classes de
capacidade de uso do solo, sendo quatro de terras de cultura, três de terras de
pastagens e reflorestamento, e uma de terras impróprias para a vegetação
produtiva.
A – Terras cultiváveis
I – terras cultiváveis aparentemente sem problemas especiais de conservação;
II – terras cultiváveis com problemas simples de conservação;
III – terras cultiváveis com problemas complexos de conservação;
IV – terras cultiváveis apenas ocasionalmente ou em extensão limitada com sérios
problemas de conservação;
B – Terras cultiváveis apenas em casos especiais de algumas culturas
permanentes e adaptadas em geral para pastagens ou reflorestamento.
V – terras cultiváveis apenas em casos especiais de algumas culturas
permanentes e adaptadas em geral para pastagens e reflorestamento, sem
necessidade de práticas especiais de conservação;
140
VI – terras cultiváveis apenas em casos especiais de algumas culturas
permanentes e adaptadas em geral para pastagens e reflorestamento, com
problemas simples de conservação;
VII – terras cultiváveis apenas em casos especiais de algumas culturas
permanentes e adaptadas em geral para pastagens e reflorestamento, com
problemas complexos de conservação;
C – Terras impróprias para vegetação produtiva e próprias para proteção da
fauna silvestre, para recreação ou para armazenamento de água.
VIII – terras impróprias para cultura, pastagem ou reflorestamento, podendo servir
apenas como abrigo da fauna silvestre, como ambiente para recreação ou para
fins de armazenamento de água.
141
APÊNDICES
142
APÊNDICE A
1
2
3
143
APÊNDICE B
144
APÊNDICE C
145
APÊNDICE D
146
APÊNDICE E
147
APÊNDICE F
148
APÊNDICE G
149
APÊNDICE H
150
APÊNDICE I
151
APÊNDICE J
152
APÊNDICE K
153
APÊNDICE L
154
APÊNDICE M
![Materialografia quantitativa [6] · 2015. 2. 15. · Materialografia quantitativa [6] 1> ¾Microestrutura detalhes que podem caracterizados tanto qualitativa quanto quantitativamente](https://img.document.onl/doc/110x75/60c21f2b64666c55e62f2c92/materialografia-quantitativa-6-2015-2-15-materialografia-quantitativa-6.jpg)
![AVALIAÇÃO QUANTITATIVA E QUALITATIVA DE DUAS … · Avaliação quantitativa e qualitativa de duas cerâmicas frente a diferentes tratamentos de superfície [Tese Doutorado]. São](https://img.document.onl/doc/110x75/5c63431b09d3f2db438b4702/avaliacao-quantitativa-e-qualitativa-de-duas-avaliacao-quantitativa-e-qualitativa.jpg)
![[STATA] Teste t e Anova: Análise de uma variável quantitativa com uma qualitativa](https://img.document.onl/doc/110x75/587baf621a28ab81758b7a41/stata-teste-t-e-anova-analise-de-uma-variavel-quantitativa-com-uma-qualitativa.jpg)
